Conception et installation de systèmes d’alimentation en eau et de chauffage pour une maison en tuyaux de cuivre

Points d’article

• Documents normatifs pour le développement du projet et la distribution de l’approvisionnement en eau et du chauffage à partir de tuyaux en cuivre
• Mesures de sécurité et restrictions d’utilisation
• Systèmes d’alimentation en eau et de chauffage de base à partir de tuyaux en cuivre
• Alimentation en eau: schémas et câblage
• Chauffage à partir de tuyaux en cuivre
• Installation d’outils et de tuyauterie
• Outils et matériels
• Méthodes de connexion des tuyaux en cuivre
• Soudure
• Ondulation

Les tuyaux en cuivre ont des propriétés de performance uniques et restent la meilleure option pour établir des communications internes dans la maison. Dans ce matériau, nous examinerons les principes et les règles d’installation d’un système d’alimentation en eau et d’un système de chauffage en tuyaux de cuivre afin d’utiliser un matériau aussi coûteux avec une efficacité maximale..

Si le devis de construction permet l’utilisation de tuyaux en cuivre, ce sera la meilleure option pour l’approvisionnement en eau et, en particulier, pour le chauffage. Leurs avantages comprennent:

• résistance aux changements brusques de température, au gel possible de l’eau dans les tuyaux;
• tolère facilement une pression de réseau élevée et même les coups de bélier;
• résistance au chlore dans l’eau;
• faible rugosité – résistance hydraulique minimale et formation réduite de dépôts calcaires;
• bactériostatique – les bactéries ne se développent pas dans les tuyaux en cuivre;
• haute esthétique du câblage externe.

Documents normatifs pour le développement du projet et la distribution de l’approvisionnement en eau et du chauffage à partir de tuyaux en cuivre

En plus des normes nationales de base pour la conception et l’installation des systèmes de chauffage et d’alimentation en eau, des documents réglementaires spécialisés ont été élaborés sur l’exécution des travaux à partir de tuyaux en cuivre:

• SP 40-108-2004;
• STO NP « AVOK » 6.3.1-2007.

Dans les documents, vous pouvez trouver des exigences pour la composition chimique et l’assortiment de tuyaux, pour la composition de l’eau, des recommandations, des tableaux et des nomogrammes pour les calculs hydrauliques, le calcul des joints de dilatation et des fixations, les exigences pour les connexions et l’installation, les compositions des soudures, les recommandations pour la protection contre la corrosion, les modes d’essai hydrauliques, recommandations de réparation.

Les tuyaux en cuivre destinés au câblage de chauffage et d’alimentation en eau doivent être fabriqués conformément à GOST R 52318-2005.

Mesures de sécurité et restrictions d’utilisation

Par mesure de sécurité contre les courants parasites (le cuivre est un excellent conducteur) et la corrosion externe avec installation cachée, il est conseillé d’utiliser des tuyaux en cuivre dans une gaine de protection en polymère.

L’utilisation de soudures au plomb dans le pipeline de boisson est interdite, car le plomb est une substance toxique. Lors du raccordement de canalisations par soudure à l’aide de flux, avant d’utiliser de l’eau pour la nourriture, vous devez rincer le système en utilisant la «première» eau à des fins ménagères.

Lors du raccordement de tuyauteries en cuivre à des équipements en aluminium, afin d’éviter la création d’une paire galvanique et, par conséquent, la corrosion électrochimique, il est conseillé de les séparer avec un insert diélectrique – par exemple, un raccord en polypropylène. Les raccords en laiton, en bronze ou en acier résistant à la corrosion sont également acceptables. Il est conseillé d’utiliser des radiateurs et des mélangeurs en cuivre, bimétalliques, ainsi que des produits déjà préparés par le fabricant pour une installation avec une canalisation en cuivre.

Lors de l’utilisation d’éléments en acier et en cuivre dans le même système, il est conseillé d’installer les éléments en acier plus tôt dans l’écoulement de l’eau: par exemple, la colonne montante est en acier, le câblage est en cuivre. Si cela n’est pas possible, il est nécessaire d’utiliser des produits d’espacement en magnésium – anodes passives (utilisées principalement dans l’industrie). Dans une plus large mesure, cela s’applique à l’acier galvanisé.

L’activité de la réaction entre les métaux dépend de la concentration d’oxygène dans l’eau: plus il y a d’oxygène, plus la vitesse de réaction est rapide. Si l’approvisionnement en eau de la maison est autonome et qu’il y a une aération dans le système de traitement de l’eau (pour la déferrisation), cela doit être pris en compte lors de l’achèvement des canalisations. De plus, vous ne devez pas vider inutilement toute l’eau des systèmes – cela réduira leur durée de vie..

Table. Compatibilité galvanique: « + » – c’est possible, « – » – c’est impossible, « P » – la connexion n’est autorisée que par soudure

Métal	Acier	Aluminium	Duralumin	Cuivre	Laiton	Bronze	Chrome	Nickel	Zinc	Étain	Soudure PIC
Acier	+	+	+	–	–	–	+	+	+	+	+
Aluminium	+	+	+	–	–	–	+	–	+	P	P
Duralumin	+	+	+	–	–	–	+	–	+	P	P
Cuivre	–	–	–	+	+	+	+	+	–	P	P
Laiton	–	–	–	+	+	+	+	+	–	P	P
Bronze	–	–	–	+	+	+	+	+	–	P	P
Chrome	+	+	+	+	+	+	+	+	+	P	P
Nickel	+	–	–	+	+	+	+	+	+	P	P
Zinc	+	+	+	–	–	–	+	+	+	+	+
Étain	+	P	P	P	P	P	P	P	+	+	+
Soudure PIC	+	P	P	P	P	P	P	P	+	+	+

Systèmes d’alimentation en eau et de chauffage de base à partir de tuyaux en cuivre

Les schémas des canalisations en divers matériaux diffèrent légèrement. Considérer les contours principaux des systèmes, en tenant compte des caractéristiques du matériau utilisé.

Alimentation en eau: schémas et câblage

La tête de pression et les systèmes d’alimentation en eau de stockage sont fondamentalement différents. Le choix du système dépend de la source (ligne principale ou autonome), des débits moyens journaliers et de pointe et des caractéristiques de l’équipement de plomberie. Le système de stockage se caractérise par la présence d’un réservoir de stockage installé au point le plus élevé du système: plus le réservoir est haut, plus il peut créer de pression.

Options pour organiser l’approvisionnement en eau d’une maison privée. 1. Bien avec une station de pompage. 2. Puits et tour de pression externe. 3. Approvisionnement en eau centralisé. 4. Puits et accumulateur interne (diagramme à flux libre)

Si l’alimentation en eau chaude de la maison est centralisée, le câblage autour de la maison peut être à un ou deux tuyaux. Avec les deux systèmes, contrairement à un système d’alimentation en eau froide sans issue, l’eau est constamment en mouvement, fournissant une température suffisante à tout moment de la journée.

En l’absence d’alimentation principale, l’alimentation en eau chaude de la maison est organisée à l’aide d’un chauffe-eau à accumulation ou instantané, autonome – chauffage électrique ou indirect – intégré au circuit de la chaudière.

Voici quelques schémas d’alimentation en eau chaude typiques.

Organisation de l’approvisionnement en eau chaude. 1. Deux tuyaux. 2. Monotube avec recirculation

Par le type de câblage, on distingue un système en T (série) et collecteur (parallèle). Le système de té se caractérise par un coût (relativement) faible et une installation simple, mais il ne convient que pour les maisons avec un petit nombre de points de prise d’eau. De plus, si un mélangeur tombe en panne, l’eau devra être coupée dans toute la maison..

1. Câblage en T. 2. Câblage du collecteur (étoile)

Le système de collecteur (poutre) est plus compliqué et plus cher, mais il est idéal pour une grande maison, sans compliquer personne pendant le fonctionnement:

• un tel système garantit une pression et une température d’eau stables, quel que soit le nombre de robinets ouverts simultanément;
• n’importe lequel des mélangeurs peut être désactivé de manière autonome;
• le système est disponible pour le montage de nouvelles « poutres » si nécessaire;
• le réglage de l’ensemble du système est concentré en un seul endroit: sur le collecteur.

Le circuit collecteur est plus intensif en matière, ce qui, compte tenu du coût des tuyaux en cuivre, compte.

Ci-dessous, des exemples de distribution d’eau froide et chaude selon le circuit collecteur pour deux salles de bain et une cuisine.

Chauffage à partir de tuyaux en cuivre

Comme pour l’utilisation d’autres matériaux, le chauffage assemblé à partir de tuyaux en cuivre peut être par gravité et forcé. Le système gravitaire est disposé dans des maisons à un ou deux étages, fonctionne en raison des forces de gravité, des changements de densité du liquide de refroidissement pendant le chauffage et le refroidissement. Pour le fonctionnement normal d’un système à circulation naturelle, des tuyaux du plus grand diamètre possible sont sélectionnés pour réduire la résistance hydrodynamique.

Chauffage à circulation naturelle. 1. Chaudière. 2. Vase d’expansion. 3. Radiateurs de chauffage

Le système forcé comprend une pompe qui pompe le liquide de refroidissement à travers les tuyaux, créant une pression et une hauteur excessives. Les tuyaux peuvent être sélectionnés avec un diamètre plus petit et pour compenser la résistance accrue due à la haute hauteur de la pompe de circulation. Compte tenu du coût du cuivre, la deuxième option semble plus intéressante en termes de coûts globaux.

Chauffage à circulation forcée. A. Câblage monotube. B. Câblage à deux tuyaux. 1. Chaudière. 2. Groupe de sécurité. 3. Vase d’expansion de type membrane. 4. Pompe de circulation. 5. Radiateur

Par le type de câblage, on distingue fondamentalement les systèmes à un et deux tuyaux, chacun ayant ses propres options de conception.

Le plus grand avantage des tuyaux en cuivre par rapport aux tuyaux en métal-plastique, qui sont maintenant répandus, se manifeste dans le câblage monotube. Le cuivre permet de monter séquentiellement une longue chaîne de radiateurs: plus de 5 à 10 pièces. Le liquide de refroidissement, si vous le souhaitez, peut être chauffé à 150 ° C autorisés, par conséquent, même dans le dernier, dans le sens du déplacement, la température de l’eau sera suffisamment élevée, maintenant la puissance appropriée du corps.

Le schéma à deux tuyaux peut être: passant (boucle Tichelman), cul-de-sac (épaulement) ou poutre (collecteur). Il n’y a pas de leader sans ambiguïté parmi les systèmes, il est nécessaire d’envisager l’application d’un schéma particulier individuellement, bien que dans la plupart des cas les constructeurs préfèrent un schéma passant.

1. Boucle de Tichelman. 2. Câblage de culasse ou d’épaulement

Câblage de chauffage du capteur

Lors de l’installation d’un chauffage par le sol, les tuyaux en cuivre offrent une bonne uniformité de température, sont très fiables, durables et peuvent être posés sans raccords, exclusivement en pliant selon l’un des schémas suivants:

• spirale;
• serpent;
• double serpent.

Le double serpent donne la meilleure uniformité de température sur la zone chauffée.

1. Serpent. 2. Double serpent. 3. Double hélice

Pour alimenter le chauffage par le sol, un circuit de chaudière séparé peut être alloué, ou le câblage est installé sur le tuyau de retour à une basse température du liquide de refroidissement.

Conseil! Lors de l’installation d’un chauffage par le sol, appliquer la chape uniquement après le test.

Installation d’outils et de tuyauterie

Après le développement du projet, vous devez préparer les outils et les matériaux nécessaires, effectuer l’installation conformément aux documents réglementaires et effectuer des essais hydrauliques.

Outils et matériels

De nombreuses entreprises bien connues produisent des outils et des raccords spécialisés pour l’installation de tuyaux en cuivre.

Les plus connus sont:

• REMS, Allemagne;
• Viega, Allemagne;
• Rothenberger, Allemagne;
• Virax, France.

Pour couper les sections mesurées du pipeline, vous aurez besoin d’un coupe-tube (pour les produits à paroi mince) ou d’une scie à métaux pour le métal (pour les produits à paroi épaisse). Le calibrateur est conçu pour l’ébavurage et l’agrandissement du diamètre d’un tuyau à paroi mince pour raccords. Dans certains cas, un alésoir et un outil d’évasement seront nécessaires au lieu d’un calibrateur. Pour plier les tuyaux, vous aurez besoin d’une cintreuse de tuyaux – ressort, arbalète ou autre conception, qui plie doucement les sections à parois minces de pipeline en cuivre.

1. Cintreuse manuelle à entraînement électrique. 2. Cintreuse manuelle hydraulique. 3. Spirale pour plier les tuyaux en cuivre

Pour différents types de connexions, vous devrez peut-être:

• une torche avec un cylindre et une brosse de flux pour le brasage;
• pince de connexion à sertir.

Conseil! Choisissez des brûleurs à allumage piézo – une fonction très pratique.

Pour les tuyaux en cuivre, il existe un outil spécial – un chanfrein. Avec son aide, les coudes sont formés à partir du matériau du tuyau lui-même, ce qui réduit le coût des raccords.

Vous aurez peut-être également besoin de clés (en particulier pour les connexions filetées), d’une lime, d’un papier de verre fin ou d’une brosse à récurer en polymère.

Les matériaux nécessaires dépendent du type de connexion:

• raccords – pour le soudage, le sertissage, la connexion filetée;
• brasure et flux pour brasage;
• ruban adhésif fum pour raccords filetés.

Méthodes de connexion des tuyaux en cuivre

Des raccords à souder et à sertir sont disponibles pour les tuyaux à paroi mince. Ceux à parois épaisses sont montés à l’aide de raccords à compression et filetés, ainsi que de raccords à bride (pour les grands diamètres, ils sont rarement utilisés dans les maisons privées). Le cuivre peut également être soudé, mais cette méthode n’est disponible que pour les professionnels, elle ne sera donc pas considérée plus loin.

Soudure

Pour l’installation de systèmes d’ingénierie internes, il suffit d’effectuer un brasage tendre à des températures allant jusqu’à 250 ° C. Le soudage avec une brasure dure, bien qu’il forme une connexion plus solide, est effectué à des températures allant jusqu’à 730 ° C, nécessite des outils plus coûteux, de la soudure et une qualification plus élevée de l’artisan. Ce type de connexion est nécessaire pour la réfrigération et la technologie climatique, où une pression de service importante est créée à l’intérieur du pipeline..

Des raccords en cuivre spéciaux sont nécessaires pour souder le pipeline. Il est également possible de réduire le nombre de raccords à souder en raison de la formation de coudes à partir du matériau du tuyau lui-même..

Vous trouverez ci-dessous un schéma de création d’un coude sur un tuyau en cuivre à l’aide de la méthode d’extrusion sans utiliser de té..

Un trou d’un diamètre de 2 · 3s inférieur au diamètre du tuyau d’entrée est découpé dans le tuyau, où s est l’épaisseur de la paroi. La tige de travail de la cloche est insérée dans le trou, puis l’entraînement est mis en marche et le tuyau latéral est retiré. Cette méthode ne fonctionne bien que pour les tuyaux en cuivre souple. Si nécessaire, les tuyaux pleins sont préalablement recuits à l’endroit où le coude est formé.

Les tubes en cuivre sont connectés par brasage capillaire (terme selon GOST 17325-79). Pour établir une connexion de soudure tendre:

1. Préparez le tuyau pour le brasage – enlevez les bavures, le film d’oxyde de l’intérieur avec une brosse métallique, poncez l’extérieur avec un papier de verre doux.
2. Appliquer le flux sur la surface extérieure avec une brosse pour répartir uniformément la soudure.
3. Insérez le tuyau dans le raccord. L’espace annulaire doit être inférieur à 0,5 mm.
4. Utilisez une torche à gaz (ou un chalumeau) pour réchauffer le joint sans maintenir la flamme dans une zone.
5. Dès que la soudure commence à fondre lorsqu’elle touche la zone chauffée, la température souhaitée est atteinte.
6. Souder en injectant de la soudure dans l’espace annulaire. Le flux doit assurer un étalement uniforme.
7. Laisser le joint au repos jusqu’à ce qu’il soit complètement refroidi, puis dénuder la couture.

Ondulation

Il est un peu plus facile que le soudage de réaliser des connexions à sertir. Cela nécessite des raccords à sertir avec une incrustation pour assurer l’étanchéité de la canalisation. Le tuyau est inséré dans un raccord à sertir avec une languette, après quoi il est serré avec des pinces de pression avec une force de 32 kN, formant un ou deux circuits de compression. Il existe également des raccords utilisant des manchons spéciaux avec doubles joints toriques – pour les canalisations en cuivre souple. Différents fabricants utilisent différentes méthodes de contrôle visuel des performances de compression: il peut s’agir de bords froissés en peigne, d’un anneau en plastique cassé, etc..

Pour les tuyaux à paroi épaisse, il est rationnel d’utiliser des raccords à compression ou filetés. Lors de la connexion de sections de tuyau à paroi mince à des tuyaux à paroi épaisse, il existe des raccords de transition.

Enfin, regardez une vidéo sur la façon de souder et de sertir.

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