Qu’est-ce qu’un circuit de chauffage ? Comment cela fonctionne ?

Qu’est-ce qu’un circuit de chauffage ?
Comment cela fonctionne ?

Les différents systèmes de distribution

La distribution de la chaleur s’effectue par le réseau de distribution, depuis la chaudière jusqu’aux émetteurs (radiateurs ou plancher chauffant). Ce réseau peut être réalisé par des tuyauteries en cuivre, tube multicouche, ou PER (tube en polyéthylène réticulé). Le réseau de distribution peut se retrouver principalement sous 3 schémas hydrauliques.


Le système mono-tube-dérivation

Les émetteurs sont montés en dérivation sur une boucle unique qui fait le tour du logement. L’eau chaude traverse successivement chacun des émetteurs avant de retourner à la chaudière. Malgré une longueur de tuyauteries plus réduite, le système mon-otube dérivation est moins rationnel que le bitube et génère de l’inconfort (surtout avec un thermostat d’ambiance « tout ou rien »), les derniers radiateurs de la boucle n’ayant pas suffisamment d’eau chaude ou le temps de chauffer. Avec ce système hydraulique, pour un maximum de confort, il est recommandé de toujours faire circuler une eau de chauffage à la « bonne » température à l’aide d’une régulation sur température extérieure, et de correctement équilibrer le réseau à l’aide de by-pass sur chaque radiateur.

Le système bitube

C’est le système le plus utilisé. Les émetteurs sont montés en parallèle sur deux tuyauteries d’aller et retour chauffage. Dès que l’eau chaude a traversé un radiateur, par exemple, elle retourne à la chaudière. Ce mode de distribution autorise la mise en place sur les émetteurs d’un système de régulation pièce par pièce. Chaque radiateur est alimenté indépendamment en eau, donc avec une température identique. Ils peuvent être fermés ou ouverts et disposer chacun d’une régulation (ex. robinetterie thermostatique).

La distribution en pieuvre ou hydro-câblée

Le principe consiste à alimenter chaque radiateur (ou boucle d’un plancher chauffant) à partir d’un collecteur central appelé encore « nourrice ». L’un des tubes sert pour l’aller (eau chaude) et l’autre pour le retour (eau refroidie). Cette technique permet de conserver tous les avantages du bitube et fait gagner un temps considérable sur le chantier, si les tuyauteries sont enrobées dans l’épaisseur de la dalle en béton armé. Les nourrices peuvent disposer de plusieurs départs 2 à 10 circuits. Les canalisations sont en cuivre, en multicouche, ou en polyéthylène réticulé (PER*). Les émetteurs peuvent être munis de robinets thermostatiques.

Merci à Elyotherm pour cette explication

* Certains chauffagistes reviennent sur ce système très pratique et simple de mise en oeuvre, car des mousses ou algues se forment dans les tubes jusqu’à les boucher. Le propriétaire est alors forcé de tout refaire (en apparent cette fois) ou le casser la moitié de sa maison… (Précision de Christophe Guilbaud, plombier chauffagiste très compétent et, qui a déjà refait deux installations victimes ce produit récent)

Il est toujours possible pour ajouter un radiateur sans revoir toute l’installation de la maison avec de très gros travaux de mettre en parallèle un radiateur de plus sur un déjà existant : cela ne bouleversera pas fondamentalement votre circuit de chauffage.

Les organes du réseau de chauffage :

Merci à La maison du plombier.com pour ces précisions

Sur chaque réseau de chauffage vous devez trouver un générateur de chaleur, des émetteurs de chauffage et différents organes de sécurité, de contrôle et de fonctionnement. Ces organes peuvent être incorporés ou non à la chaudière.

Le disconnecteur :



Le circuit de chauffage est un circuit fermé. Mais il faut bien le remplir d’eau, il doit donc être raccordé au circuit sanitaire, mais d’une manière bien particulière : via un disconnecteur. Cet appareil est équipé de deux clapets anti-retour, séparés par une chambre de mise à l’air : l’eau ne peut passer que dans un seul sens et que lorsqu’on ouvre la vanne d’arrêt. Le premier clapet empêche l’eau du circuit de chauffage de sortir. Au cas où des bactéries arriveraient à passer elles sont tuées lorsqu’elles arrivent au contact de l’air. Le deuxième clapet est une sécurité. Cet organe est obligatoire pour TOUTES les installations de chauffage. Il doit être obligatoirement associé à une vanne d’arrêt. Lors du remplissage de votre circuit, il est normal de voir couler quelques gouttes sous le disconnecteur. L’idéal étant de le raccorder à une évacuation, de manière à ne pas mouiller votre chaufferie…

Soupape de sécurité :



Si la pression augmente dans le réseau suite à une montée anormale de la température du circuit, et dépasse la valeur de consigne (3 bars), la soupape s’ouvre et libère le trop plein d’eau pour abaisser la pression. En effet, le circuit de chauffage étant un circuit fermé, la pression augmente lors de la chauffe de l’eau (le vase d’expansion est la pour absorber cette variation de pression, la soupape est la pour ne pas qu’elle excède 3 bars). La soupape de sécurité est un organe de sécurité obligatoire et indispensable sur TOUTES les installations de chauffage à eau chaude. Un circuit qui n’en est pas équipé est très dangereux : risque d’éclatement des tubes ou du générateur de chaleur ! Elle se situe sur le départ, au plus proche du générateur de chaleur. Cette soupape peut goutter de temps en temps, rien d’alarmant, il est donc préférable de lui prévoir une évacuation.

Vase d’expansion :



Cet organe absorbe la « dilatation » de l’eau lorsqu’elle est chauffée. En effet la température de l’eau du circuit de chauffage varie sans cesse : sa pression aussi. Le vase fait « tampon » et maintient la pression stable, en absorbant cet accroissement du volume d’eau. Ce vase a une membrane en caoutchouc qui le divise en deux parties étanches. D’un côté du vase il y a de l’azote (ou air comprimé) sous pression, l’autre partie est connectée au circuit de chauffage et est donc remplie d’eau. Lorsque la température du circuit augmente, la pression augmente aussi, la paroi en caoutchouc est poussée et déformée : il y a donc plus de place pour l’eau, la pression reste stable. Organe de sécurité et de fonctionnement indispensable. Se place sur le retour du circuit de chauffage (températures plus faibles : meilleure durée de vie de la membrane). Cet organe est à surveiller, et à changer régulièrement. Si vous devez remettre de l’eau constamment dans votre circuit, il y a de grandes chances que le vase soit défectueux. Il faut le regonfler ou le changer si la membrane est endommagée.
Il est judicieux d’installer une vanne juste en amont du vase pour pouvoir l’isoler facilement et donc le changer facilement si besoin ( sans avoir besoin de vidanger toute l’installation).

Manomètre :



Mieux vaudra mettre ce type de mano, avec soupape plutôt que deux accessoires pour plus de facilité de montage.
Cet appareil de mesure permet de lire la pression du circuit de chauffage. Cet organe est fragile et obligatoire. Il est généralement placé à un endroit facilement visible et près du disconnecteur, pour pouvoir remplir le circuit à pression désirée (en moyenne à 1 ou 1,5 bars pour les installations domestiques). Sa lecture régulière vous permettra de surveiller votre installation : la pression du réseau doit rester stable. Utiliser l’aiguille témoin pour voir si elle varie ou non.

Le remplissage se fait à 1.5 bars maximum.

Circulateur :


Cet organe est indispensable au fonctionnement de votre circuit ! Il fonctionne presque comme une pompe : il crée une circulation d’eau afin de transporter la chaleur du générateur aux émetteurs (l’eau tourne en boucle dans le circuit) ! On peut choisir sa vitesse et sa puissance. Son choix dépendra des caractéristiques de l’installation : hauteur manométrique, taille de l’installation…Il se place en général sur le départ du circuit. Il est alimenté en 230V et est souvent branché au système de régulation, qui contrôle alors son fonctionnement. Pour des interventions ultérieures facilitées, il est judicieux de placer des vannes d’arrêt en amont en en aval du circulateur, pour pouvoir l’isoler facilement.
ATTENTION : ne jamais faire fonctionner circuler un circulateur si le « circuit est fermé » (si l’eau ne peut pas tourner en boucle : vannes fermées par exemple). Ceci endommagerait votre circulateur, et pourrait créer un phénomène de cavitation de la pompe, très dangereux pour votre circuit. Pour éviter ceci, installer une soupape de pression de pression.

Soupape de pression différentielle :



Cet organe est obligatoire si vos émetteurs de chaleurs sont équipés de robinet thermostatique. Si vous n’avez pas de soupape différentielle sur votre circuit, que tous les robinets thermostatique se ferment et que le circulateur fonctionne encore : il sera grillé et pourrait même créer un phénomène de cavitation très dangereux. Cette soupape est branchée entre le départ et le retour du circuit. Si il n’y plus de circulation dans le réseau (robinet tous fermés), elle s’ouvrira et permettra ainsi la circulation de l’eau et donc de préserver le circulateur !

Système de régulation :

Avec fils

Sans fil


Ce système permet de commander le générateur de chaleur et les organes du réseau, selon vos consignes. Vous allez demander une température ambiante, et le système gèrera le reste. Il indiquera au générateur de produire la chaleur quand les émetteurs en auront besoin. Le système contrôlera la température de l’eau du réseau via la vanne 3 voies et les aquastats départ et retour, sa circulation via le circulateur. Il pourra même anticiper les variations de températures intérieures, en connaissant celles de l’extérieur grâce à une sonde.
Installer une régulation adaptée sera bénéfique pour votre confort et pour votre porte-monnaie !

Vanne 3 voies :



Cet organe est essentiel pour la régulation de la température du circuit. Le principe est de mélanger l’eau du départ (plus chaude) et du retour du circuit (plus froide), pour obtenir une température mitigée souhaitée (on la règle à notre guise). Selon les besoins, on la monte en décharge ou en répartition. Elle peut être motorisée, et commandée par la régulation (via le servo-moteur). Dans ce cas les sondes mesurent la température du circuit et adaptent la position de la vanne 3 voies, pour mitiger plus ou moins la température. Dans les grosses installations , il existe aussi des vannes 4 voies.

Purgeurs automatiques ou manuels :

Il en existe plusieurs modèles



Ces organes sont indispensables : ils permettent d’évacuer l’air contenu dans le circuit, fermé, de chauffage pour une meilleure circulation de l’eau. En effet une bulle d’air mal placée peut paralyser un circuit entier en bloquant le passage de l’eau ! Les purgeurs doivent être placés aux points les plus hauts de l’installation, mais être accessibles quand même ! Après chaque remplissage du circuit, il est nécessaire de le purger (Il y a toujours de l’air dans l’eau potable avec laquelle on remplit le circuit).
Il existe des purgeurs automatiques ou manuels. Les purgeurs automatiques, placés aux points hauts, évacueront automatiquement l’air qui s’y trouve bloqué. Les purgeurs manuels peuvent être sur les émetteurs de chaleur (radiateur), ou placé sur des points hauts . Je vous recommande de purger le circuit quand le circulateur est arrêté. Si vos émetteurs « glougloutent » c’est qu’il y a de l’air dans votre réseau ou émetteur : il faut l’évacuer. De même si un de vos émetteurs reste froid, cela signifie que l’eau ne circule plus car elle est peut être bloquée par une bulle d’air.

Clapet anti retour:

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Cet organe permet d’éviter le phénomène de thermosiphon. Phénomène autrefois utilisé pour faire circuler l’eau dans le circuit, il n’est plus utile ou souhaitable dans nos installations actuelles. En effet nous voulons que l’eau ne circule que dans un seul sens et que quand on le souhaite. Le clapet l’empêche donc d’aller dans le sens contraire, et de circuler quand le circulateur est à l’arrêt (la pression exercée par le phénomène du thermosiphon n’est pas suffisante pour pousser le clapet maintenu par un ressort)

Aquastats (sécurité et contrôle), thermostats et thermomètres :


L’aquastat est une sonde qui mesure la température de l’eau. Elle peut être placée : en contact avec le tuyau, dans un doigt de gant, ou immergée.
L’aquastat de sécurité stoppe la chauffe de l’eau du circuit, en commandant l’arrêt du générateur de chaleur si la température consigne de sécurité est dépassée (en général 90°C dans les installations domestiques). Cet Organe de sécurité est obligatoire et est souvent intégré à la chaudière..
Les aquastats de contrôle, mesurent la température de l’eau du circuit. Ils sont généralement placés sur le départ et le retour, et souvent intégrés à la chaudière. Ils fournissent de précieuse informations au système de régulation, qui pourra contrôler les autres organes en fonction de ces données (circulateur, vanne 3 voies, marche du générateur…)+

Le thermostat :



Les thermostats sont eux aussi des appareils de mesure de température, mais ils mesurent la température de l’air ambiant. Veiller à positionner vos thermostats ambiance dans un endroit adapté : pas au-dessus d’un radiateur ou à côté d’une fenêtre : ses mesures seraient faussées. Ces mesures sont ensuite transmises au système de régulation.
Les thermomètres permettent aussi de mesurer la température de l’eau du réseau. Mais cet organe n’en commandera aucun autre. Il est néanmoins très utile car il nous donne la température à un point précis du circuit. Peut être utile sur les nourrices de plancher chauffant par exemple.

Vidange :



Vous aurez parfois de vider complètement votre installation. Il faut donc prévoir une vanne de vidange au point le plus bas du circuit. L’idéal étant de la raccorder à une évacuation : la vidange du circuit est ainsi facilitée.

Robinets et coudes de réglage :



Ces organes permettent de contrôler le débit d’eau dans le circuit, en faisant varier les pertes de charges. Ces organes peuvent être au niveau des collecteurs, ou sur les émetteurs de chauffage pour contrôler leur fonctionnement.
Chaque émetteur doit avoir un robinet de réglage placé sur le départ, et un coude ou un Té de réglage placé sur le retour. En plus de contrôler le débit d’eau circulant dans l’émetteur (et donc la quantité de chaleur à délivrer), ils permettent d’isoler l’émetteur si besoin.
Ces robinets de réglage peuvent être « automatiques » ils gèrent le débit d’eau en fonction de la température de la pièce : ce sont les robinets thermostatiques. Dans leur tête, il y a une sonde de température qui ouvre ou ferme le robinet, selon la température de consigne que vous lui avez indiquée.

 




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