Etude de l’équilibrage hydraulique - 1 -

TECHNIQUES DES INSTALLATIONS SANITAIRES

ET

ENERGIES THERMIQUES

Hydraulique

L’équilibrage hydraulique

On donne :

Un dossier ressource définissant : 1. Les notions 2. Le rôle 3. Les méthodes d’équilibrage 4. L’utilisation d’un mesureur de débit 5. Etude de cas

On demande :

- D’être capable d’expliquer l’origine d’un déséquilibre sur une installation.

- D’être capable d’expliquer le rôle d’une vanne d’équilibrage. - De savoir utiliser les différentes méthodes d’équilibrage. - De savoir utiliser une mallette d’équilibrage

Etude de l’équilibrage hydraulique - 2 -

Les notions Etude de cas: Imaginons une installation réelle telle que le schéma ci-dessous. On s’aperçoit que cet émetteur est sous alimenté.

1. Comment expliquez-vous cette sous-alimentation ?

Le QV est trop grand La température de l’émetteur est faible La puissance est insuffisante

Si cet émetteur est sur alimentée

2. Comment expliquez-vous cette sur-alimentation ?

Le ∆� est faible La température de l’émetteur est élevé La puissance est excessive

3. Pouvez-vous me donnez les valeurs suivantes d’un émetteur correctement réglé ?

Le ∆� : 20 K La température : 80 °C

Etude de l’équilibrage hydraulique - 3 -

Le rôle et le risques encourus Équilibrer une installation hydraulique permet de répartir correctement le fluide, afin d ’obtenir le débit souhaité dans chaque récepteur. Donc d ’obtenir les températures souhaitées dans chaque pièce.

Les risques encourus sont avant tout d’ordre économique et de manque de confort. En effet, sans l’équilibrage des différents circuits, des réseaux favorisés peuvent se trouver suralimentés, réduisant ainsi les débits disponibles pour d’autres circuits. Il conviendra donc d’équilibrer chaque circuit en ne lui distribuant que le juste débit nécessaire à assurer les besoins en énergie. Pour assurer cette opération d’équilibrage nous limiterons donc les débits dans les réseaux par « bridage ». Pour assurer l’efficacité de cette opération, elle doit être réalisée avec méthode en respectant certaines procédures. Pour que les radiateurs émettent dans les conditions de calcul il faut que les températures moyennes de tous les radiateurs soit identiques. Les différences de températures entre l’aller et le retour doivent être identiques. Il faut que les pertes de charge au débit nominal soient égales sur chaque réseau de radiateur pris individuellement depuis la chaudière. Pour ce faire, il faudra créer des pertes de charge sur les radiateurs les plus favorisés (les plus près de la chaudière).

Etude de l’équilibrage hydraulique - 4 -

Etude de cas: Soit l’installation de chauffage avec distribution en bi-tube suivante :

1. Comment détermine t-on le circulateur de cette installation de chauffage ?

Le circulateur a été calculé par rapport à la somme des pertes de charge du réseau le plus défavorisé ( boucle de R3).

2. L’eau circulera plus facilement dans quel radiateur? Justifiez votre réponse L’eau préférant le chemin le plus facile, passera en priorité par R1. C’est a dire le circuit qui a le moins de pertes de charges.

3. Pour éviter ce déséquilibrage hydraulique, que va t-on placer sur le retour des émeteurs ? Il va donc falloir créer des pertes de charges supplémentaires sur les circuits de R1 et de R2, en y ajoutant des organes de réglage qui permettront d’augmenter les pertes de charges des tronçons.

4. Dessinez les vannes d’équilibrage sur le schéma ci-dessous :

Etude de l’équilibrage hydraulique - 5 -

Les méthodes d’équilibrage Méthode par les températures: Etude de cas:

La température d’arrivée d’eau à chaque radiateur est identique à la température de départ chaudière. Si les radiateurs sont correctement irrigués, l’écart de température sera identique. Les températures retour radiateurs devraient donc être identiques.

Mais en réalité les températures de retour ne sont pas identiques. Conséquence d’un déséquilibre hydraulique.

1. D’où proviennent ces écarts de températures à la sortie des émetteurs ?

Ces écarts sont dus à une mauvaise irrigation.

Etude de l’équilibrage hydraulique - 6 -

En résumer:

Pour remédier à ce déséquilibre hydraulique il faudra mettre en place des vannes d’équilibrage. Et les régler pour diminuer plus ou moins les débits.

• Suite à ce réglage, les débits dans chaque boucle sont corrigés. • Les écarts de températures seront identiques sur chaque émetteur. • Les températures retour radiateurs seront identiques.

Attention l’inconvénient de cette methode est le fait de modifier un réglage qui occasionne une variation de débit dans les autres boucles !! L’équilibrage d’une installation sera donc une opération longue et fastidieuse... Méthode compensée:

Etude de l’équilibrage hydraulique - 7 -

La méthode compensée nécessite obligatoirement des vannes d’équilibrage montées en parallèle, le retour commun étant équipé d’une vanne d’équilibrage principale, sans cela l’opération ne peut se faire. La vanne d’équilibrage principale applique la règle de la proportionnalité:

Si le débit augmente sur la vanne générale, le débit augmentera proportionnellement sur toutes les vannes.

Procédure:

1. Préparer un schéma hydraulique de l’installation. Identifier clairement les modules. S’assurez que le schéma correspond à la réalité de l ’installation .

2. S’assurer de l’accessibilité des vannes . Vérifier que le diamètre correspond aux indications du plan. Prérégler les vannes en fonction des calculs sinon à 50 %.

3. L ’installation est correctement désaérée, les batteries et les filtres sont propres. La pompe

est positionnée à sa vitesse maximale.(consigne maxi pour une pompe à vitesse variable), Les vannes de régulation sont ouvertes en grand.(robinets de radiateur ouverts)

4. Sélectionner un module. La dernière vanne est la vanne de référence. La vanne principale est

la vanne de compensation. 5. Prérégler la vanne de référence pour une Dp de 3 kPa et pour le débit souhaité. 6. Mesurer le débit sur la vanne de référence. 7. Ajuster le débit de la vanne de référence en utilisant la vanne de compensation. 8. Régler successivement le débit des autres vannes tout en conservant le bon débit sur la

vanne de référence grâce à la vanne de compensation.

La méthode est précise et véhicule très peu de pertes de charges mais cela nécessite:

3 techniciens. 2 CBI. Talkie-Walkie.

Etude de l’équilibrage hydraulique - 8 -

Méthode « REGIS »:

Cette méthode nécesite qu’un seul technicien, un seul appareil de mesure, pour réaliser l’équilibrage hydraulique de toutes vos installations ! Procédure:

1. Ouvrir en grand la vanne générale du module. 2. Prérégler toutes les vannes à 50 % d’ouverture. 3. Numéroter les vannes du plus près de la pompe à la plus éloignée. 4. Connecter le CBI. Le CBI demande le type de vanne, son diamètre et sa position. 5. Fermer complètement la vanne. 6. Le CBI réalise une nouvelle mesure. 7. Rouvrir la vanne à la position précédente. 8. Faire de même pour toutes les vannes. 9. Lorsque les mesures ont été effectuées sur toutes les vannes du module, sélectionner et

calculer. 10. Régler les vannes conformément à la liste des réglages calculées pour chaque vannes du

module. 11. Pour vérifier que le processus d’équilibrage est achevé, une mesure de contrôle doit être

effectuée sur chaque vanne.

Etude de l’équilibrage hydraulique - 9 -

Etude de cas Présentation de l’exercice : Réalisez, seul ou en binôme, l’équilibrage hydraulique d’installation de chauffage existante. Pour cela, effectuez successivement : - Le schéma de principe de l’installation et de ses accessoires d’équilibrage. - Le calcul des débits souhaités dans les différents tronçons - L’élaboration d’une procédure d’équilibrage spécifique à l’installation.

SCHEMA DE PRINCIPE

Tronçons Calculs Résulats

Etude de l’équilibrage hydraulique - 10 -

Procédure d’équilibrage: _________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________