Comment faire du chauffage au poêle dans une maison privée avec des circuits d'air ou d'eau

Il existe de nombreuses façons de chauffer une maison privée, ce qui implique l'utilisation de gaz et d'électricité. Mais malgré l'abondance des méthodes modernes, le chauffage au poêle est toujours pertinent dans l'agencement des maisons de campagne et des chalets.

D'accord, rien n'insiste autant sur la coloration de la cabane russe qu'un poêle à bois. De plus, le chauffage à combustible solide est considéré comme l'une des options économiques.

L'organisation du système de chauffage commence par la sélection de l'équipement du four et la détermination du type de circuit de chauffage. Nous vous proposons de comprendre l'appareil et les principes de fonctionnement du chauffage de l'eau et de l'air en fonction du four. Pour une meilleure compréhension de la question, nous avons complété le matériel avec des diagrammes et des photographies visuelles.

Chauffage par air

La raison de la préférence durable que les propriétaires de maisons privées accordent à l'option de chauffage par poêle est opération économique - la disponibilité de bois de chauffage, de briquettes de combustible ou de charbon.

L'inconvénient est l'espace de traitement limité, qui peut être éliminé en installant un système d'eau et d'air basé sur une unité de brique.

Les spécificités de l'appareil pour le chauffage des immeubles de faible hauteur avec un four sont présentées dans la sélection de photos:

Principe de fonctionnement chauffage à air sur la base d'un poêle ou d'une cheminée, il consiste à transférer un flux chaud chauffé à la température de fonctionnement dans un échangeur de chaleur ou dans une chaudière. L'air entre soit directement dans la pièce, soit par des conduits d'air.

En raison du chemin relativement court, il n'a pas le temps de perdre de la température. Le résultat est une distribution uniforme de la chaleur dans toute la maison.

Une chambre de chauffage de l'air est disposée au-dessus du foyer, de sorte que la surface supérieure chaude du foyer et la cheminée lui transfèrent un maximum de chaleur. La circulation de l'air se fait naturellement ou à travers les ventilateurs.

Un four en acier fabriqué en usine pour chauffer une pièce de 120 mètres carrés. m avec un flux d'air coûte environ 12 000 roubles

La circulation naturelle résulte de la différence de densité entre l'air froid et l'air chaud. L'air froid entrant dans la chambre de chauffage déplace l'air chaud dans les conduits.

Cette méthode ne nécessite pas la présence d'électricité, cependant, si l'air ne se déplace pas rapidement à travers la chambre de chauffage, il devient très chaud, ce qui peut provoquer des problèmes.

Le chauffage de l'air avec le mouvement naturel de l'air chauffé implique l'installation de conduits pour le mouvement directionnel. Dans les cas forcés, le mouvement de l'air stimule le ventilateur (+)

La circulation forcée se produit avec l'utilisation de ventilateurs ou de pompes. Cependant, le chauffage des locaux se produit plus rapidement et uniformément. Avec la ventilation forcée, en ajustant son mode, vous pouvez facilement contrôler la quantité d'air fournie aux différentes pièces, déterminant ainsi le microclimat des pièces individuelles de la maison.

Par le type d'alimentation en air froid, les systèmes sont divisés en deux variétés:

• Avec recirculation complète. Les masses d'air chauffé alternent avec l'air refroidi dans la même pièce. L'inconvénient du schéma est que la qualité de l'air diminue au cours de chaque cycle de chauffage / refroidissement.
• Avec remise en état partielle. Une partie de l'air frais provient de la rue, qui est mélangée à une partie de l'air de la pièce. Après chauffage, un mélange de deux portions d'air est livré au consommateur. Avantage d'une qualité de l'air stable, absence de volatilité.

Il est clair que le premier groupe comprend des systèmes de canaux avec le mouvement naturel d'un liquide de refroidissement. La deuxième classe comprend des variantes à mouvement forcé de l'air, pour le mouvement desquelles il n'est pas nécessaire d'aménager un réseau de conduits.

Le flux d'air de la rue donne au système à circulation naturelle une impulsion supplémentaire, ce qui élimine le besoin de ventilateurs.

Les principaux avantages du chauffage à air par rapport à l'eau:

• haute efficacité;
• sans problème;
• manque de radiateurs dans les chambres.

Le circuit de l'appareil à mouvement forcé vous permet de vous passer de la construction d'un système de gaines. De plus, cette variété peut être combinée avec le conditionnement, l'hydratation et l'ionisation de l'air.

Si l'installation d'un appareil qui stimule le mouvement de l'air chauffé n'est pas prévue, les méthodes suivantes sont utilisées pour augmenter la productivité du poêle:

L'augmentation de l'efficacité augmentera spontanément la vitesse du flux d'air: plus l'air se réchauffe rapidement, plus la masse d'air refroidi et chauffé change intensément.

Les principaux inconvénients du chauffage à air par rapport à l'eau:

• lors de l'utilisation d'un four, la température de l'air fourni a une plage importante, contrairement à l'utilisation d'autres moyens de chauffage;
• les conduits d'air ont un grand diamètre, donc l'installation doit être effectuée au stade de la construction;
• l'emplacement du four au sous-sol est souhaitable, sinon il faut utiliser des ventilateurs qui font du bruit.

Le mouvement de l'air dans la pièce a un côté négatif - il soulève la poussière, cependant, l'utilisation de filtres à la sortie du conduit vous permet de capturer efficacement cette poussière, réduisant ainsi la quantité totale de poussière dans la maison.

Une autre caractéristique du chauffage de l'air avec ses côtés positifs et négatifs est le taux de transfert de chaleur. D'une part, les pièces chauffent plus rapidement que lors d'un chauffage avec un circuit d'eau, d'autre part il n'y a pas d'inertie thermique - dès que le poêle ou le foyer s'éteint, la pièce commence immédiatement à refroidir.

Pour assurer une pression uniforme dans les branches latérales du conduit, il est nécessaire d'exclure leur insertion dans le dernier demi-mètre du conduit principal

Contrairement au chauffage à eau, l'installation d'un système de chauffage à air n'est pas difficile. Tous les éléments (tuyaux, coudes, grilles de ventilation) peuvent être connectés très simplement sans soudure. Il existe des gaines flexibles qui peuvent prendre n'importe quelle forme, selon la géométrie des locaux.

Malgré cela, les systèmes de chauffage à air basés sur des poêles ou des cheminées ne sont pas encore répandus. Plus souvent dans une construction individuelle de faible hauteur, un circuit d'eau est utilisé pour chauffer les locaux.

Sur la base d'un poêle ou d'une cheminée avec un foyer en brique ou en acier, vous pouvez organiser le chauffage de l'air et de l'eau

Dispositif de chauffage de l'eau par fournaise

Les principes de travail de tout chauffage de l'eau basé sur la distribution de la chaleur d'une source locale dans toute la pièce, en utilisant le mouvement de l'eau le long du circuit de chauffage.

Les principaux éléments du chauffage à eau

Les principaux éléments d'un circuit de chauffage de four avec un circuit d'eau sont:

• poêle ou cheminée avec échangeur de chaleurdans lequel l'eau est chauffée;
• circuit de chauffageoù la chaleur est transférée dans la pièce;
• vase d'expansion pour éviter d'endommager le système en raison d'une pression accrue;
• pompe de circulation pour assurer le mouvement de l'eau le long du circuit.

Il existe des règles générales pour le fonctionnement du chauffage de l'eau, telles que schémas de câblagequi sont bien connus et qui doivent être suivis. Cependant, lors de l'utilisation du four comme source de chaleur, il existe des exigences spécifiques liées à la particularité du régime de température.

Le principe de fonctionnement du chauffage à eau basé sur un poêle ou une cheminée est simple, cependant, il est nécessaire de calculer avec précision les paramètres de tous les éléments du système

Les poêles ne chauffent pas rapidement et ne refroidissent pas lentement, une chaleur inégale est générée et seule l'installation correcte de tous les composants du système évitera les problèmes de chauffage de haute qualité de la maison.

Types d'échangeur de chaleur et méthodes de placement

Pour la fabrication d'un échangeur de chaleur pour fours, on utilise de la tôle d'acier «noir» ou de l'acier inoxydable résistant à la chaleur. L'utilisation de la fonte comme matériau de production est difficile, mais vous pouvez utiliser des produits en fonte finis, tels que des radiateurs en fonte.

Il est possible d'utiliser du cuivre, qui a une meilleure conductivité thermique par rapport à l'acier, mais le prix d'un tel appareil sera élevé. Il est recommandé que l'échangeur de chaleur soit en acier d'une épaisseur de 3 mm ou plus. Aux températures élevées du four, survenant dans le cas du charbon ou, en particulier, du coke, il est nécessaire d'utiliser de l'acier d'une épaisseur de 5 mm.

Les échangeurs de chaleur peuvent être conditionnellement divisés en trois types:

• registres, bobines et radiateurscomposé d'un ensemble de tuyaux;
• chemises (chaudières)soudé en tôle d'acier;
• option combinée sous la forme de murs verticaux reliés par des tuyaux (les soi-disant «livres»).

Les chemises en tôle d'acier sont plus faciles à fabriquer et à nettoyer des produits de combustion de carburant, mais les structures tubulaires ont une grande zone de chauffage. Lors de la confection d'une chemise, il faut tenir compte de la surpression d'eau qui se produit lors de l'utilisation d'un vase d'expansion à membrane ou du levage d'eau à une hauteur élevée.

L'échangeur de chaleur pour le chauffage de l'eau basé sur le four peut être agencé à partir de matériaux improvisés:

Dans ce cas, il est nécessaire d'utiliser de l'acier d'une épaisseur d'au moins 5 mm et de renforcer en outre les parois avec des raidisseurs pour éviter leur déformation.

Les formes des structures tubulaires peuvent être différentes, cependant, il est nécessaire de respecter la condition que la taille interne des tuyaux soit d'au moins 3 cm de diamètre. Sinon, si la vitesse de circulation est lente ou la température est trop élevée, l'eau bouillira.

Les registres sont généralement fabriqués à partir de profilés et non à partir de tuyaux ronds, afin de faciliter les travaux de soudage.

Vous pouvez fabriquer vous-même l'échangeur de chaleur de la taille requise. Dans ce cas, une attention accrue doit être portée à la qualité du soudage. Si un échangeur de chaleur fuit, toute l'eau se déversera dans le four.

De plus, pour résoudre le problème, un travail important devra être effectué: démonter le four, retirer, infuser et remettre l'échangeur de chaleur en place, puis remonter le four.

Il existe deux options pour l'emplacement de l'échangeur de chaleur. Dans le premier cas, il est placé directement dans le foyer, rétrécissant considérablement son espace. Dans le second cas, les registres sont installés dans la hotte des fours non tournants, cependant le four lui-même dans ce cas a une conception plus complexe.

En présence d'un four à cloche, il est préférable de placer l'échangeur de chaleur dans la cloche: il y fait aussi chaud et l'espace du four restera inchangé

Lors de l'installation d'un échangeur de chaleur de type tubulaire, il est nécessaire de laisser un espace entre celui-ci et la paroi du poêle. Cela est nécessaire pour un meilleur chauffage du liquide de refroidissement, ainsi que la capacité de nettoyer le registre. Il est nécessaire de nettoyer périodiquement les chemises et les registres, car en cas de colmatage sévère avec des cendres, l'efficacité du transfert de chaleur diminue.

S'il y a une table de cuisson, le nettoyage a lieu après son retrait. Si le four n'a qu'une fonction de chauffage, le nettoyage s'effectue par la porte du four.

Circulation de l'eau dans le circuit de chauffage

Les principes de base de l'organisation de la circulation naturelle de l'eau dans le système sont de simuler un «collecteur d'accélération» à la sortie de l'échangeur de chaleur et de créer une pente constante des tuyaux du circuit de chauffage de 3 à 5 °.

La signification générale du «collecteur d'accélération» est que l'eau chauffée monte verticalement du four, puis est distribuée le long du circuit de chauffage.

La circulation se produit en raison de la différence de gravité spécifique de l'eau froide et chaude. L'eau froide est plus lourde que l'eau chaude et s'écoule vers l'échangeur de chaleur, déplace l'eau chaude dans le tuyau. Le point d'entrée du «retour» doit être plus bas que la sortie d'eau des radiateurs, sinon la circulation de l'eau sera très lente ou pas du tout.

Le collecteur d'accélération est nécessaire même pour les petits circuits de chauffage en cas d'utilisation de circulation naturelle

Augmenter la vitesse de déplacement de l'eau le long du circuit de chauffage installer une pompe de circulation. Ainsi, une distribution plus rapide et uniforme de la chaleur dans toute la maison se produit. Plusieurs pompes peuvent être utilisées en même temps pour différents circuits de chauffage.

En présence de surtensions, il est nécessaire d'appliquer stabilisateur de tensioncar la défaillance de la pompe peut entraîner de graves conséquences pour l'ensemble du système.

Les pompes peuvent être conditionnellement divisées en deux groupes par rapport à la position du moteur: avec un rotor "sec" et un rotor "humide". Par type de tension: modèles fonctionnant à partir d'un réseau 220 V et pompes fonctionnant à partir de sources d'alimentation 12 V

Le moteur des pompes à rotor «sec» est isolé de la roue immergée dans l'eau par des joints toriques. Par rapport aux pompes à moteur immergé, les pompes «sèches» ont un rendement plus élevé.

Cependant, parmi les lacunes, on peut appeler un niveau de bruit élevé, la nécessité d'un entretien régulier et moins de ressources motrices. Par conséquent, dans une maison privée, en règle générale, des pompes de circulation avec un rotor «humide» sont utilisées.

Le choix du type de puissance de la pompe dépend de la possibilité de circulation naturelle de l'eau dans le système. Si cela est impossible sans la participation de la pompe, le choix doit être fait en faveur de l'option avec le support d'une tension de 12 V et d'une alimentation sans coupure.

Sinon, en cas de panne de courant, l'eau pourrait bouillir et le système tomberait en panne. Si la circulation naturelle est possible, il est préférable d'acheter une option plus courante et moins chère avec 220 V.

En connectant une pompe d'une tension de 12 volts à une alimentation sans coupure, vous ne pouvez pas vous soucier du fonctionnement du système de chauffage

Lors de l'installation d'une pompe avec une alimentation électrique de 220 V, il est nécessaire d'organiser la possibilité du fonctionnement du système de chauffage lors d'une panne de courant. Pour ce faire, un robinet d'arrêt est installé sur le tuyau, et en le contournant, un tuyau de dérivation avec une pompe est installé (le soi-disant «bypass»).

Un robinet de filtre est installé sur le tuyau de dérivation devant la pompe, puis une vanne d'arrêt est installée. En ajustant la position des robinets sur les tuyaux principal et de dérivation, vous pouvez activer le mode de circulation forcée et naturelle.

En règle générale, la pompe est installée sur le «retour» près du four, de sorte que la température du liquide qui traversera l'appareil est la plus basse. Cela prolongera considérablement la durée de vie de la pompe.

De plus, il est nécessaire de placer le plus grand nombre possible de commandes de système de chauffage en un seul endroit, afin qu'en cas d'urgence, vous puissiez prendre rapidement des mesures pour les éliminer.

L'installation d'un tuyau de dérivation (by pass) permet au système de chauffage de fonctionner lorsque l'alimentation est coupée, et permet également de retirer la pompe sans vidanger l'eau

Règles d'utilisation du vase d'expansion

Le liquide se dilate lorsqu'il est chauffé, et si cela se produit dans un système fermé, la pression à l'intérieur augmentera considérablement et l'augmentation de la pression sera lourde d'une percée d'eau. L'utilisation d'une soupape de sécurité n'est pas pratique, car après avoir refroidi l'eau et réduit son volume, de l'air sera lancé dans le système.

Par conséquent, dans les circuits de chauffage avec mouvement forcé de l'eau, des réservoirs d'expansionqui sont des types ouverts ou fermés. Leur volume est calculé non seulement en fonction de la dilatation thermique maximale du liquide (5-7%), mais également en tenant compte de la possibilité d'ébullition du système.

Un réservoir de type ouvert équipe le circuit d'eau du chauffage par gravité du four, c'est-à-dire avec le transport naturel du liquide de refroidissement. Il s'agit d'un réservoir métallique de forme arbitraire situé tout en haut du circuit de chauffage. Il communique directement avec l'atmosphère, grâce à quoi le liquide de refroidissement s'évapore partiellement.

La canalisation est connectée au fond ou au quart inférieur du réservoir, et un tuyau est soudé au sommet pour évacuer l'eau en cas de débordement et de dégagement d'air du système. La pratique montre que le volume d'un réservoir ouvert doit être d'au moins 15% du volume d'eau dans le système de chauffage.

Un extenseur de réservoir ouvert est généralement situé dans un local technique et son apparence n'a pas d'importance

Un réservoir fermé ou à membrane est un récipient fermé avec une membrane à l'intérieur. L'eau, lorsqu'elle est chauffée, augmente la pression, étire la membrane et pénètre dans le réservoir En cas de surpression, les automatismes s'activent et l'excès de liquide de refroidissement est évacué dans l'égout.

Après la première décharge, il n'y a généralement plus de raison de sa re-production, car le volume du liquide de refroidissement devient égal au volume du système.

Le réservoir à membrane fermé est monté devant la pompe. Une telle capacité, contrairement à un réservoir de type ouvert, ne peut pas se débarrasser de l'air lui-même.Par conséquent, en haut du circuit de chauffage, il est nécessaire d'installer une grue Mayevsky (évent mécanique) ou son analogue automatique.

Le seul élément du réservoir à membrane qui peut échouer au fil du temps est la membrane, il est donc préférable d'acheter un réservoir avec la possibilité de le remplacer.

Lors de l'achat d'un réservoir fermé, parfois appelé accumulateur hydraulique, l'essentiel est de ne pas le confondre avec un accumulateur hydraulique pour l'alimentation en eau.

Pour un réservoir à membrane utilisé dans le chauffage, la température de fonctionnement peut atteindre 120 ° C et la pression peut atteindre 3 bars. Pour l'approvisionnement en eau, des réservoirs avec une température allant jusqu'à 70 ° C et une pression allant jusqu'à 10 bar sont utilisés.

Le choix entre tuyaux et radiateurs

En tant que circuit d'eau pour le chauffage du poêle, vous pouvez utiliser un système de tuyaux en plastique avec radiateurs (batteries) ou un système de tuyaux en métal. Le principal avantage de l'utilisation de radiateurs est qu'ils sont plus jolis que les conduits d'air massifs.

Le câblage en plastique peut être facilement caché sur le sol, car il ne dégage pas de chaleur. Bien que, selon les règles, le câblage du chauffage à eau doit être ouvert. Cependant, les pipelines en polymère ont des limites: ils ne peuvent pas être posés là où il y a un risque de fusion et d'exposition directe aux UV.

L'avantage des tuyaux métalliques est le prix inférieur de l'ensemble du circuit de chauffage, la facilité d'installation et les problèmes moins fréquents lors du fonctionnement du système.

L'utilisation de tuyaux de chauffage en métal au lieu d'un système de radiateur avec eye-liner métal-plastique est justifiée si la composante esthétique de la conception de la pièce n'est pas importante

Avantage significatif systèmes de radiateur est la facilité de réglage de la température. Même les calculs les plus précis de la température de la pièce peuvent être ajustés. Par exemple, un petit enfant de moins de 6 mois est recommandé une température de 19-21 ° C, tandis qu'une température confortable dans le reste de la maison est considérée comme 25 ° C.

Pour assurer une telle température pendant une longue période dans une pièce, il est nécessaire de fermer complètement ou partiellement le robinet d'alimentation en chaleur d'un des radiateurs. Dans le cas d'un tuyau métallique, le problème peut également être résolu, mais de manière plus compliquée: réduire le transfert de chaleur du segment de tuyau en utilisant des coques en polyuréthane ou en feuille.

Une autre option de circuit de chauffage pourrait être plancher chauffant à l'eau. Il s'agit d'un type très confortable d'approvisionnement en chaleur pour la sensation humaine, cependant, l'installation d'un plancher chaud prend beaucoup plus de temps que les options précédemment envisagées.

De plus, lors de l'utilisation d'un plancher chaud, il n'est pas possible de prévoir une pente pour la circulation naturelle de l'eau, ce qui, en combinaison avec un petit diamètre des tuyaux de plancher chaud, conduit à une condition préalable à l'utilisation d'une pompe de circulation.

Pour pousser l'eau à travers les tuyaux du plancher chaud, il est nécessaire d'utiliser une pompe, la circulation naturelle ne fonctionnera pas avec cette géométrie du système de chauffage

Empêche le gel du système de chauffage

L'utilisation d'eau comme liquide de refroidissement a un inconvénient - en cas de gel du système de chauffage, la canalisation et les appareils seront endommagés. Dans ce cas, il est particulièrement difficile de restaurer l'échangeur de chaleur intégré au four.

Ce problème est pertinent pour les maisons qui peuvent ne pas être chauffées pendant longtemps en hiver. Pour éviter d'endommager le système, vous pouvez utiliser de l'antigel au lieu de l'eau pour les systèmes de chauffage.

Pour les locaux résidentiels, les liquides à base de propylène glycol sont utilisés comme antigel, comme substance non toxique, contrairement à l'éthylène glycol.

Cependant, l'idée d'utiliser l'antigel a ses inconvénients:

• l'antigel à base de propylène glycol est cher (à partir de 80 r / litre);
• la capacité thermique spécifique de l'antigel est inférieure à celle de l'eau (environ 15%), par conséquent, une grande puissance de fournaise et une grande surface des dispositifs de chauffage des locaux sont nécessaires;
• l'antigel a une viscosité dynamique plus élevée que l'eau, donc une pompe de circulation plus puissante est nécessaire, et une circulation naturelle est impossible;
• lorsqu'il est chauffé, l'antigel se dilate à 40%, il est donc nécessaire d'utiliser un grand vase d'expansion de type fermé;
• le propylène glycol est très fluide, il pénètre donc à travers les composés du système de chauffage par lesquels l'eau ne pénètre pas;
• le propylène glycol est incompatible avec les tuyaux galvanisés, car au contact, les additifs antigel perdent leurs propriétés;
• lors de l'ébullition de l'antigel (ce qui est probable lors de l'utilisation de fours), une réaction chimique irréversible se produit, à la suite de laquelle l'ensemble du système devra être vidangé et rempli d'antigel.

Pour l'antigel, le système de chauffage doit être calculé à l'avance - son utilisation dans les projets mis en œuvre pour l'eau est assez problématique.

De plus, un projet utilisant de l'antigel coûtera beaucoup plus cher qu'un système de chauffage à eau. Par conséquent, son utilisation n'est pas encore généralisée dans les maisons privées avec chauffage au poêle, et d'autres méthodes sont utilisées pour empêcher le gel.

Lors du choix d'un fluide pour un système de chauffage, il est nécessaire de garder à l'esprit non seulement les caractéristiques physico-chimiques, mais aussi son danger pour les autres

L'évacuation de l'eau du circuit et de la chemise ou du registre de la fournaise est la solution la plus courante au problème avec une absence prolongée des propriétaires de la maison.En plus des travaux supplémentaires, les inconvénients de cette méthode incluent l'accès de l'air aux éléments métalliques du système de l'intérieur et, par conséquent, la propagation de la corrosion.

En outre, comme solution au problème pendant une courte période de temps, l'intégration avec une chaudière électrique de petite capacité dans le circuit de chauffage est utilisée. Son travail à un niveau minimum de consommation d'énergie est capable de maintenir temporairement une température d'eau positive.

Une chaudière électrique de faible puissance connectée au système de chauffage est capable de maintenir une température d'eau positive en cas d'absence prolongée d'hôtes.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Un système de chauffage fonctionnel basé sur un poêle et un circuit d'eau dans une maison privée d'une superficie de 80 mètres carrés:

La chaleur est fournie au système de chauffage par des poêles et des cheminées par lots, ce qui complique la tâche de calcul des paramètres des éléments du circuit de chauffage. La réalisation de modifications au circuit est assez problématique, par conséquent, avec un manque d'expérience dans ce domaine, il est préférable de se tourner vers des spécialistes ayant les compétences nécessaires pour résoudre ces problèmes.

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