Equilibrage des réseaux hydrauliques

Par principe, les émetteurs (radiateurs, ventilo-convecteurs), tubes, robinets d’équilibrage et pompes correctement dimensionnés suffisent pour garantir un réglage optimal de l’hydraulique dans des systèmes de chauffage et de refroidissement. Afin de minimiser les fluctuations de la pression différentielle du régime maximum, l’installation de robinets de réglage et de pompes réglées peut être recommandable.

De nos jours, des déclarations concernant l’hydraulique dans une installation sont déjà faites pendant la phase de conception de nouvelles installations de chauffage ou de refroidissement. Pour cela, des programmes calculant le besoin calorifique et le débit sont utilisés. Ceux-ci tiennent compte non seulement des lois sur les économies d’énergie mais aussi des domaines de réglage et de performance de la robinetterie pour l’équilibrage hydraulique ainsi que des pertes causées par la résistance des tubes.

Pour calculer l’hydraulique de l’installation:
1. le besoin calorifique ou de froid est calculé d’abord.

2. les émetteurs et les surfaces des échangeurs de chaleur ainsi que leurs débits sont calculés en tenant compte des écarts de température donnés.

3. le dimensionnement de la tuyauterie pour les débits à faire circuler est effectué. Ici, il est recommandé que la pression différentielle au travers de la colonne, par ex. dans des installation de chauffage, se trouve entre 100 et 200 mbars.

4. les robinets d’équilibrage ainsi que les régulateurs de pression différentielle et de débit sont sélectionnés et leurs valeurs de préréglage sont déterminées.

5. la valeur de préréglage (si prévu) pour chaque émetteur est déterminée.

6. la hauteur de refoulement de la pompe est déterminée. Pendant la phase de réalisation qui suit, l’installation est donc déjà équilibrée pourvu que la robinetterie pour l’équilibrage hydraulique ait été installée avec ses valeurs de préréglage calculées à l’avance. Un équilibrage additionnel n’est pas nécessaire.

Exemples d’application des procédures décrites ci-dessus illustrés ci-dessous :

Exemple 1 :
Schéma d’une installation de réchauffement d’air dans laquelle la distribution du débit reste presque constante. Immédiatement après leur montage, des robinets d’équilibrage préréglés assurent un équilibrage hydraulique statique.

Exemple 2 :
Schéma d’une installation de chauffage bitube qui est à régler à un point de consigné précalculé à travers des robinets d’équilibrage.
Régulation : Moyennant un robinet d’équilibrage à préréglage direct

Exemple 3 :
Schéma d’une installation de chauffage bitube dans laquelle le débit est distribué en fonction du besoin mais dans laquelle la pression différentielle ne doit pas dépasser des valeurs maximum (limitation de la pression différentielle). Les valeurs de préréglage pour les robinets thermostatiques à préréglage qui résultent du calcul de la tuyauterie, représentent la distribution optimum du débit en régime maximum. Un approvisionnement suffisant est garanti. L’installation d’un régulateur de pression différentielle peut s’avérer utile en cas de fluctuations plus importantes du besoin, par ex. si une grande partie des émetteurs est fermée et si la pression différentielle au travers de l’émetteur augmente considé rablement (par ex. à plus de 200 mbar). La valeur de préréglage pour le régulateur de pression différentielle peut aussi déjà être calculée pendant la phase de conception. Grâce au régulateur de pression différentielle, la pression différentielle dans les colonnes est adaptée à la valeur préréglée en permanence

Exemple 4 :
Schéma d’une installation de chauffage bitube sans robinets thermostatiques ou raccords union de radiateur à préréglage dans laquelle le débit est distribué jusqu’à une valeur supérieure constante en fonction du besoin mais dans laquelle la pression différentielle dans la colonne ne doit pas dépasser une valeur maximum donnée. Cette limitation combinée, c’est-à-dire limitation du débit et de la pression différentielle, est rendue possible par l’installation d’un robinet d’équilibrage sur l’aller et d’un régulateur de pression différentielle sur le retour. Ici, les valeurs de préréglage pour le robinet d’équilibrage et le régulateur de pression différentielle pour un point de consigne optimum ont aussi déjà été calculées pendant la phase de conception de sorte que l’équilibrage hydraulique soit réalisé directement. Non seulement en cas d’une augmentation du débit (robinets thermostatiques ouverts) mais aussi en cas d’une augmentation de la pression différentielle (robinets thermostatiques fermés), la limitation est assurée par le régulateur de pression différentielle en combinaison avec le robinet d’équilibrage.

Exemple 5 :
Schéma d’une installation de rafraîchissement dans laquelle le débit vers les climatiseurs doit non seulement rester constant mais aussi indépendant des besoins dans les autres sections de l’installation (limitation du débit). Pour de telles installations, la distribution du débit dans les colonnes résulte de logiciels de calcul. Les valeurs peuvent être réglées directement au régulateur de débit. En cas de fluctuations du besoin, le régulateur de débit automatique assure en permanence un ajustage du débit à la valeur préréglée dans les colonnes.