Comment installer le chauffage d'une maison privée de vos propres mains : schémas d'organisation d'un système de chauffage autonome

Les propriétaires de maisons individuelles savent bien qu'un système de chauffage autonome est bien plus économique et efficace qu'un système centralisé. En ce qui concerne la question du chauffage de leur logement, de nombreux propriétaires confient la tâche à des experts qui effectuent les calculs, conçoivent et supervisent l'installation du système de chauffage.

Cependant, il existe aussi des bricoleurs qui décident d'installer le chauffage de leur maison individuelle par leurs propres moyens, afin d'éviter de payer les services de professionnels. Et ce n'est pas une mince économie pour le budget familial, n'est-ce pas ?

Avant de commencer les calculs et la conception, il est nécessaire de déterminer l'option optimale du système et de ses composants. Nous vous aiderons à résoudre ces questions.

Cet article présente un aperçu détaillé des solutions d'ingénierie possibles pour une maison individuelle, en indiquant les avantages et les inconvénients de chaque schéma, leurs principes de fonctionnement et les nuances de l'installation.

Système de chauffage : quels sont les différents types ?

Il existe de nombreuses solutions techniques pour chauffer un logement. Distinguons trois grands types de systèmes de chauffage.

Système de chauffage à caloporteur liquide

Le mode de chauffage résidentiel le plus répandu dans notre pays. Il implique la présence d'un circuit fermé dans lequel circule un fluide caloporteur liquide.

De l'eau est le plus souvent utilisée comme caloporteur, mais divers antigels peuvent également être employés, qui se distinguent avantageusement par leur basse température de congélation. Pour chauffer le caloporteur dans le système, une chaudière de tout type approprié est installée.

Le caloporteur chauffé est distribué par les tuyaux vers les pièces, où il entre dans les radiateurs. Ces dispositifs sont conçus pour transférer la chaleur à l'air. Dans les radiateurs, le caloporteur refroidit, puis il repart par les tuyaux vers la chaudière où il est à nouveau chauffé.

Ce cycle se répète plusieurs fois. Pour réguler le système, on peut utiliser des thermostats, ce qui permet de maintenir automatiquement une température donnée, ou des robinets. Dans ce cas, le réglage est manuel.

Le chauffage avec caloporteur fait partie des systèmes assez simples à concevoir et à réaliser. Si nécessaire, vous pouvez le monter vous-même. Cependant, il est bien sûr souhaitable de montrer le projet à des spécialistes afin d'éviter des erreurs qui pourraient réduire considérablement l'efficacité du système.

Les systèmes de chauffage avec caloporteur liquide sont toujours réalisés sous forme de circuit fermé à l'intérieur duquel circule un fluide chauffé.

Parmi les avantages, on peut citer la longue durée de vie de l'installation, à condition que le montage ait été effectué correctement et qu'il n'y ait pas de défauts d'exploitation.

Le système fonctionne silencieusement, est extrêmement simple à réparer et à entretenir. Il est important que, dans un projet bien conçu, il soit possible de maintenir la température souhaitée dans toutes les pièces chauffées.

Le système est efficace et permet d'économiser les ressources énergétiques. La capacité thermique du caloporteur est environ 4000 fois supérieure à celle de l'air. Cela permet de chauffer relativement rapidement l'air des pièces à une température confortable.

Un système de chauffage de ce type se compose de plusieurs éléments, les principaux étant la tuyauterie, la chaudière et les radiateurs (+)

Parmi les inconvénients, il faut noter qu'un tel chauffage ne peut être installé que pendant la construction ou la rénovation majeure de la maison. Si l'eau est utilisée comme caloporteur, il faut tenir compte du fait que sa température de congélation est assez élevée. Cela peut entraîner la détérioration des tuyaux en cas de gel du système.

De plus, la présence d'air dans les tuyaux d'eau provoque une corrosion rapide des éléments de la structure.

Chauffage de type à air

Dans ce cas, le caloporteur est de l'air chauffé. Il est chauffé par un aérotherme à eau ou à vapeur installé dans le bâtiment, ou encore par un réchauffeur d'air électrique ou à combustion. Après traitement thermique, le milieu gazeux préparé entre dans la pièce.

Selon leur principe de fonctionnement, les schémas de chauffage aéraulique sont divisés en deux types :

• combinés avec la ventilation;
• à recirculation.

La première option implique un apport partiel d'air frais capté à l'extérieur, et un rejet de volume égal de la masse d'air vicié.

Dans la seconde option, tout le flux d'air circulant dans la pièce est capté et dirigé vers l'aérotherme pour être traité. Il retourne ensuite intégralement. Il est clair que du point de vue sanitaire et hygiénique, le premier schéma est préférable.

Il est possible de chauffer une maison sans le liquide caloporteur habituel. Le chauffage à air chaud implique le réchauffement des masses d'air et leur distribution directement dans les pièces à chauffer (+)

L'air chauffé à 55-60°C pénètre dans les conduits d'air, par lesquels il est distribué dans les pièces. Il y est réparti de la manière la plus uniforme possible. Après refroidissement, les masses d'air descendent, passent à travers des ouvertures grillagées dans le conduit de retour, par lequel elles reviennent vers l'aérotherme. Le cycle se répète plusieurs fois.

Un tel système de chauffage est régulé uniquement par automatisme, ce qui rend la température dans les pièces extrêmement confortable.

Le chauffage à air chaud est extrêmement sûr, car l'automatisme surveille tous les paramètres du système et bloque ses éléments en cas de problème. De plus, la conception ne comporte pas de tuyaux remplis de liquide chaud, qui pourraient, en cas de circonstances défavorables, se rompre ou fuir.

Les schémas de chauffage à air chaud ne comportent pas les radiateurs habituels pour le grand public, ce qui, combiné à l'absence de tuyaux, influence considérablement le coût de construction du système. Il n'y a pas non plus de robinetterie d'arrêt propre aux types de chauffage à vapeur et à eau.

Lors de l'installation d'un circuit combiné avec la ventilation, la question du renouvellement de la composition de la masse d'air est également résolue de manière judicieuse.

La durée de vie, à condition d'une installation correcte du chauffage à air, est d'environ 20 ans. On peut également compter parmi ses avantages l'attrait esthétique du chauffage à air. Les enchevêtrements de tuyaux nécessaires pour les systèmes à fluide caloporteur liquide sont absents dans ce cas.

L'aérotherme peut fonctionner au gaz ou à un autre type de combustible. Le type de brûleur peut être atmosphérique ou à ventilateur (+)

Parmi les inconvénients, vous devez noter les problèmes possibles de qualité de l'air. Le système aspire de l'air pollué de l'extérieur, ce qui nécessite l'installation de filtres. Ceux-ci doivent être changés assez fréquemment.

En outre, il est conseillé d'utiliser des humidificateurs d'air, car les masses d'air chauffées sont souvent trop sèches. Si une substance toxique, comme du monoxyde de carbone, pénètre dans le système, elle se propage très rapidement dans toute la maison.

Systèmes de chauffage électriques

Pour l'installation d'un chauffage autonome dans une maison individuelle, on utilise assez souvent des systèmes fonctionnant à l'électricité. Il en existe plusieurs types ; nous allons examiner les deux plus courants.

Les convecteurs électriques sont des appareils de chauffage compacts qui peuvent être installés à l'intérieur de la pièce à chauffer. En fonction de la puissance, il peut y en avoir un ou plusieurs.

Le principe de fonctionnement des différents types de convecteurs électriques est similaire. L'air froid entre par la grille à l'intérieur de l'appareil, où il est chauffé par un élément chauffant électrique.

Grâce soit à la convection naturelle, soit à l'action du ventilateur, les masses d'air chauffées s'élèvent, se mélangent à l'air de la pièce et le réchauffent. La température dans la pièce augmente. L'air refroidi descend, entre à nouveau dans l'appareil et le cycle se répète.

L'utilisation de convecteurs électriques – est le moyen le plus simple de chauffer les pièces d'habitation. Mais, compte tenu du coût de l'électricité, il est assez coûteux.

Le chauffage électrique peut être réalisé par l'utilisation du rayonnement infrarouge. Un mince film IR flexible est monté au plafond ou au sol et constitue une sorte de dispositif de chauffage qui réchauffe l'air de la pièce à une température confortable.

Le système fonctionne de la manière suivante. Lorsque le courant électrique est appliqué au film, les éléments en carbone chauffent et commencent à émettre des ondes infrarouges dans une plage sans danger pour l'homme.

Ces ondes commencent à se déplacer jusqu'au premier objet de grande taille qu'elles rencontrent. Il peut s'agir du sol, de meubles ou de quelque chose de similaire. Les objets accumulent les ondes infrarouges, chauffent et restituent la chaleur à l'air. Le chauffage se produit très rapidement.

Par ailleurs, la répartition de la chaleur est la plus favorable pour l'homme : dans la partie inférieure de la pièce se trouve l'air le plus chaud, dans la partie supérieure – légèrement plus frais.

Les médecins confirment que le chauffage infrarouge est analogue aux rayons solaires et est considéré comme le plus favorable pour l'homme. Malgré la différence significative dans le principe de fonctionnement du chauffage, les deux types de systèmes présentent des avantages similaires. Il s'agit avant tout de coûts de construction minimes.

Les tarifs peu attractifs des compagnies d'électricité n'arrêtent pas ceux qui souhaitent s'équiper d'un chauffage électrique. L'automatisation est utilisée pour contrôler l'équipement, ce qui permet de régler le fonctionnement du système pour un mode le plus économe en énergie possible.

Un film chauffant infrarouge peut être placé au sol ou au plafond. Dans tous les cas, il chauffera la pièce de manière efficace et sécurisée (+)

L'électricité est très pratique à utiliser. Il n'est pas nécessaire d'utiliser un quelconque combustible, ce qui élimine le problème de son stockage et de son achat.

De plus, les chaudières à combustible solide, par exemple, sont considérées comme très « sales », car leur fonctionnement produit de la suie et des cendres. Les équipements électriques n'ont pas ces problèmes. Ils sont totalement sûrs, silencieux et ne produisent pas d'émissions toxiques.

Les systèmes fonctionnant à l'électricité sont généralement très compacts. Les appareils utilisés peuvent avoir des designs très variés. Ces systèmes sont durables et ne nécessitent qu'un entretien régulier.

Leur principal inconvénient est un fonctionnement coûteux, en raison du prix élevé de l'électricité. Malgré l'efficacité énergétique des systèmes, les factures d'électricité sont généralement impressionnantes.

Variétés du système à caloporteur liquide

Comme le montre la pratique, le plus souvent pour l'installation d'un chauffage autonome, on choisit un système avec un caloporteur liquide, donc parlons de ses variétés. Un tel système est réalisé sous la forme de l'un des deux schémas possibles.

Schéma le plus simple – monotube

Il s'agit d'un circuit fermé en forme d'anneau, à l'intérieur duquel sont installés en série des radiateurs de chauffage. Le caloporteur entre dans le premier, puis dans le suivant et ainsi de suite, jusqu'à revenir à la chaudière. C'est un schéma extrêmement simple, mais loin d'être le plus efficace.

Le principal inconvénient d'un système de chauffage monotube réside dans le refroidissement du fluide caloporteur à l'approche des radiateurs éloignés de la chaudière.

Le schéma de distribution monotube implique un placement en série des radiateurs. Le système est très simple, mais a des limitations d'application (+)

Le liquide sort de l'échangeur de chaleur de la chaudière à une température d'environ 75°C. Il entre ainsi dans le premier radiateur, dans le second il est légèrement plus froid et ainsi de suite. Si la longueur de la canalisation est faible et qu'il y a peu de radiateurs, ce n'est pas grave.

Mais s'il y a beaucoup de radiateurs, dans les dernières se trouvera un caloporteur chauffé à 45-50°C. Ce qui est tout à fait insuffisant pour un chauffage normal de la pièce.

Il existe deux façons de remédier à la situation. La première – augmenter la température du caloporteur ou ajouter des sections aux derniers radiateurs de la chaîne pour augmenter leur rendement thermique. Les deux options nécessiteront des investissements financiers supplémentaires, mais ne garantissent pas le résultat.

Une autre façon de résoudre le problème – l'installation d'une pompe de circulation. Cela augmentera effectivement l'efficacité du système monotube, mais le rendra dépendant de l'énergie et plus coûteux à exploiter.

Schéma amélioré – bitube

La principale différence par rapport au premier schéma est que le caloporteur est fourni à chaque radiateur presque simultanément. Pour l'acheminer vers les appareils, on utilise un tuyau d'alimentation, et pour la collecte et l'évacuation, un tuyau appelé retour.

Le caloporteur peut être distribué aux radiateurs selon un schéma collecteur ou un schéma en té. Dans le premier cas, chaque appareil dispose de sa propre alimentation et de son propre retour. Les tuyaux sont disposés à partir du collecteur en forme de “rayons”, d'où le deuxième nom “schéma radial”.

Dans la variante en té, les appareils sont connectés en série à l'alimentation et au retour à l'aide de raccords à trois embouts – les tés.

Le schéma bitube d'agencement du système de chauffage implique qu'à chaque radiateur soient posés un tuyau d'alimentation en caloporteur et un tuyau d'évacuation, le retour (+).

Le collecteur implique l'installation de vannes d'arrêt sur chaque dérivation vers le radiateur, ce qui permet de le couper si nécessaire. Le fonctionnement d'un système de chauffage radiant repose sur la circulation forcée du fluide, car il y a trop d'obstacles hydrauliques dans les nombreux anneaux pour un mouvement naturel du fluide caloporteur.

Les variantes en té peuvent fonctionner aussi bien grâce à la gravité naturelle qu'à l'inclusion d'une pompe de circulation dans le système. Celle-ci refoule le caloporteur, donc lors de la mise en place des anneaux de chauffage, il n'est pas nécessaire de respecter une pente, ni de placer le tuyau d'alimentation en dessous des appareils de chauffage.

Le principal avantage d'un système bitube est d'assurer un chauffage uniforme de tous les radiateurs du bâtiment, quel que soit leur nombre. Cependant, son installation nécessitera beaucoup plus de tuyaux et d'autres éléments, et par conséquent, elle coûtera plus cher. C'est le principal inconvénient du système bitube.

Système à circulation gravitaire

Le caloporteur doit circuler à l'intérieur du circuit de chauffage. Cela peut se produire par circulation naturelle. Celle-ci est due à la différence de densité entre le caloporteur froid et le caloporteur chauffé.

Le liquide chauffé a une densité plus faible, il commence donc à monter spontanément de la chaudière par la colonne montante, d'où il est dirigé vers les canalisations de dérivation puis vers les radiateurs. Le fluide caloporteur qui refroidit voit sa densité augmenter, ce qui le rend plus lourd.

L'efficacité du système à circulation naturelle du fluide caloporteur dépend de la différence de température, de la hauteur de montée du caloporteur et de l'angle de pose des canalisations correctement choisi (+)

Pour cette raison, il descend plus bas et se rassemble dans la canalisation de retour, par laquelle il rejoint la chaudière. Ainsi, tant que l'appareil fonctionne, la circulation du caloporteur par gravité est assurée. Cependant, sa vitesse est relativement faible et peut varier.

Elle dépend surtout de deux facteurs :

1. L'emplacement des éléments du système. Les radiateurs doivent être placés nettement plus haut que la chaudière, ou être montés sous le plafond, et mieux encore dans les combles, la colonne montante principale d'où partiront les dérivations vers les radiateurs.
2. La différence de température entre le caloporteur refroidi et chauffé. Plus elle est grande, plus la vitesse de déplacement du fluide est élevée. Pour cette raison, la colonne montante principale peut être isolée par un matériau spécial pour éviter les pertes de chaleur, tandis que le retour, au contraire, n'est pas recouvert.

Parmi les avantages du schéma du système de chauffage d'une maison privée à circulation naturelle, on peut citer son faible coût et sa simplicité de conception, d'installation et d'entretien. En fonctionnement, il est totalement silencieux et sans aucune vibration.

Les inconvénients d'un système à circulation naturelle sont assez nombreux. Il démarre lentement, ce qui s'explique par la faible vitesse de déplacement du fluide caloporteur en raison d'une faible différence de température.

Un système à circulation naturelle de caloporteur liquide bien conçu peut être assez complexe et couvrir non seulement un étage, mais aussi plusieurs (+)

De plus, pour une circulation normale du fluide dans le circuit, il faut une canalisation faite de tuyaux de diamètre relativement grand. Ces systèmes sont limités en taille en raison de la faible pression naturelle dans la conduite. La longueur d'une telle installation ne peut pas dépasser 30 m horizontalement.

Schéma à circulation forcée

Un circulateur est intégré au système ; il force le fluide caloporteur à se déplacer à une certaine vitesse. La pompe peut être installée à n'importe quel endroit de la ligne de chauffage.

Cependant, pour une installation sur le départ, il faut acheter une pompe uniquement auprès de fabricants réputés, car elle devra fonctionner dans des conditions défavorables, même si tous les modèles de circulation actuels sont conçus pour une telle exploitation.

La puissance de la pompe est choisie en fonction de la longueur de la tuyauterie et peut varier. Grâce à la circulation forcée, le circuit peut avoir différentes longueurs, jusqu'à une très grande longueur. La vitesse de déplacement du fluide caloporteur ne dépend pas de la différence de température, ce qui permet de réaliser les schémas techniques les plus variés.

De plus, il devient possible d'utiliser des tuyaux de petit diamètre, ce qui a un effet favorable sur l'aspect esthétique d'un tel système de chauffage.

L'intégration d'une pompe de circulation dans le schéma permet de réaliser des solutions techniques plus complexes et rend le système plus efficace (+)

Parmi les inconvénients du chauffage à circulation par pompe, il faut noter la dépendance énergétique. Cela signifie qu'en l'absence d'alimentation électrique, le chauffage ne fonctionnera pas. Pour les endroits où les coupures de courant sont fréquentes, c'est un inconvénient très sérieux.

De plus, l'installation d'une pompe entraînera des coûts supplémentaires pour son achat, son montage et son exploitation ultérieure.

Éléments principaux du système de chauffage

L'ensemble des éléments inclus dans un système de chauffage à fluide caloporteur liquide peut être très varié. Tout dépend du type de schéma choisi. Cependant, quelques éléments de base sont toujours présents. Avant tout, la chaudière. L'appareil produit de la chaleur, qui est transmise au fluide caloporteur.

Selon le type de combustible utilisé, toutes les chaudières se divisent en :

1. À combustible solide. Tous les types de combustibles solides sont utilisés pour le fonctionnement : bois, charbon, tourbe, etc. On peut trouver des variétés de ces appareils, les appareils à granulés et les appareils de pyrolyse.
2. À gaz. Ils fonctionnent au gaz naturel de ville ou au gaz liquéfié.
3. Électriques. Ils produisent de la chaleur en convertissant l'énergie électrique.
4. À combustible liquide. Ils utilisent comme combustible le gazole, l'essence et des matériaux similaires.
5. Combinées. Les appareils sont équipés de plusieurs brûleurs différents et peuvent fonctionner avec plusieurs types de combustible.

Les chaudières mixtes sont considérées comme les plus pratiques. Elles aident à ne pas rester sans chauffage en cas d'interruptions dans l'approvisionnement en combustible principal. Cependant, le coût de ces modèles est bien plus élevé que celui des modèles standard.

Le radiateur panneau – l'un des appareils de chauffage les plus fiables et les plus simples

Un autre élément obligatoire du système de chauffage – les appareils accumulateurs de chaleur. Ils peuvent également être différents.

On distingue les types de radiateurs suivants :

• À panneaux, constitués d'un panneau en acier d'une seule pièce de différentes dimensions.
• À plaques, constitués de plusieurs plaques, dont l'épaisseur peut varier considérablement.
• Tubulaires. Ils sont réalisés sous la forme d'un collecteur inférieur et supérieur reliés par des tronçons de tuyaux.
• Sectionnables. Ils sont assemblés à partir de sections chauffantes, dont le nombre peut être quelconque.

Et le dernier élément obligatoire d'un système de chauffage de ce type – la canalisation.

Pour son assemblage, on utilise des tubes métalliques ou en plastique. Les premiers sont très résistants, mais sujets à la corrosion et difficiles à monter. Les seconds sont très faciles à assembler, ils ne rouillent pas, mais la résistance des différentes marques de plastique peut varier considérablement. Il est donc très important de ne pas se tromper dans le choix du matériau pour une canalisation en plastique.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Quelle méthode de chauffage pour une maison individuelle est la plus avantageuse :

Tout sur le schéma de chauffage monotube :

Principe de fonctionnement du chauffage à air :

Le chauffage autonome peut être aménagé de multiples façons. Le choix de la solution sera sans doute influencé par les caractéristiques climatiques de la région où se situe la maison.

Il est peu judicieux d'installer un système coûteux avec un caloporteur liquide là où l'hiver ne dure qu'un ou deux mois et où la température descend rarement en dessous de zéro. Il est également important de prendre en compte les caractéristiques du bâtiment et les capacités financières. Si la bonne décision est prise, la maison sera toujours chaude.

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