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Principes et éléments de base du chauffage
D’après C. GROSSI
Constitution d’une installation
Une installation de chauffage à eau chaude basse température (ECBT) se décompose en trois systèmes
principaux.
Production Distribution Émission
La production de chaleur
Fonction : fournir à l'eau l'énergie nécessaire
au chauffage du bâtiment ainsi qu’à l’eau
chaude sanitaire (ECS) si nécessaire.
Exemples d’appareils de production de
chaleur :
 Chaudière gaz, fioul, bois
 Chaudière électrique
 Pompe à chaleur
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Distribution de chaleur
Fonction : faire la liaison entre la partie
production et la partie émission, c'est à
dire véhiculer et répartir le fluide
caloporteur jusqu'aux émetteurs de
chaleur.
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distribution de chaleur :
 Pompes
 Tuyauterie
 Collecteurs
 Bouteille de découplage
Émission de chaleur
Fonction : transférer la chaleur véhiculée par le
fluide caloporteur à l'air d'un local à chauffer.
Exemples d’équipements d’émission de chaleur :
 Radiateurs
 Planchers chauffants
 Ventilo convecteurs
 Aérothermes
Éléments constitutifs d’une installation
Le réel La schématisation associée
EF
Non représenté sur l’installation à
gauche
P
EF
Non représenté sur l’installation à
gauche
P
Éléments constitutifs d’une installation
18
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4
3
2
1
1. Chaudière
2. Brûleur
3. Régulation
4. Sonde extérieure
5. Commande à distance
6. Sonde de départ
7. Soupape de sécurité
8. Manomètre
9. Robinet thermostatique
10. Radiateur
11. Plancher chauffant
12. Vanne 3 voies
13. Circulateur
14. Vase d’expansion
15. Purgeur
16. Vanne d’isolement
17. Conduit de fumée
18. Aération de la chaufferie
19. Disconnecteur
20. Compteur
21. Té de réglage
22. Filtre
22
20
21
23
23
1- La chaudière 1/2
Symbole
Chaudière avec un corps de chauffe à éléments
en fonte
Le corps creux
est rempli avec
le fluide
caloporteur
Transférer la chaleur transformée par le brûleur. Cette chaleur est échangée avec le réseau
hydraulique. La chaudière assure aussi la canalisation des fumées.
1- La chaudière 2/2
Chaudière à tubes de fumée
Retour eau refroidie
Départ eau chaude
Réseau de tubes permettant
un triple parcours des fumées
Évacuation des fumées
2- Le brûleur
1. Moteur.
2. Boîte de contrôle.
3. Transformateur.
4. Pressostat mini air (brûleur 1 allure).
5. Pressostat mini air (brûleur 2 allures).
6. Électrodes.
7. Moteur volet d'air.
8. Électrovanne (2ème allure).
9. Électrovanne de sécurité.
10. Pressostat mini gaz.
11. Électrovanne (1ère allure).
12. Régulateur de pression
La fonction du brûleur est de transformer l’énergie grâce
à une réaction chimique exothermique contrôlée.
3- La régulation
Symbole
Commande Information
ou consigne
Type de régulation
Le but est de maintenir une valeur (ici une température) souhaitée
indépendamment des variations extérieures (déperditions, température
extérieure, etc…). Dans notre cas cela sera la température de départ de
chauffage.
80°
55°
40°
+5°
M
Phase NeutreOuverture vanne
Fermeture vanne
Immobilité
4,6- La sonde extérieure ou de départ
Sonde extérieure
Sonde de départ
Mesurer la température désirée et de la convertir en un signal électrique
exploitable par le système.
Il existe des sondes : CTP, CTN, PT100, PT1000, Ni1000, etc… Ce sont des résistances
dont la valeur varie en fonction de la température.
R
q [°C]
CTP
q1
R1
[W]
0
1000
Exemple de variation de la résistance pour une sonde CTP et Ni 1000
T
Symbole
5- La commande à distance
La commande à distance permet de commander le fonctionnement de la
chaudière :
• Mode jour,
• Mode nuit,
• Mode hors-gel,
• Etc…
Il est possible sur certain modèle de connaitre la température de la pièce.
7- La soupape de sécurité
Limiter la pression du circuit en évacuant de l’eau vers l’extérieur.
Symbole
Clapet
Siège
Échappement
1 2 3
4 5
Évolution de la pression en fonction de la température
8- Le manomètre
Symbole
P
Mesurer la pression dans le circuit. Il existe différentes technologies pour effectuer cette
mesure.
9- Le robinet thermostatique
Réguler la température de la pièce par variation du débit d’eau dans le radiateur (c’est un
régulateur à action proportionnelle).
Symbole
T
Animation du fonctionnement d’un robinet thermostatique
L’élément liquide contenu dans la tête du robinet
se contracte ou se dilate en fonction de la
température de la pièce et de ce fait en
repoussant le clapet du robinet va plus ou moins
obturer le passage du fluide caloporteur.
10- Le radiateur
Différents type avec au choix:
• Un, deux ou trois panneaux,
• Avec ou sans convecteur,
• Avec ou sans habillage.
Cela permet de diffuser la chaleur par différents modes
de transmissions (convection, radiation) dans
différentes directions.
Les catalogues constructeurs permettent de déterminer les
différents paramètres pour un bon dimensionnement.Un radiateur est un échangeur de chaleur.
11- Le plancher chauffant
12- La vanne de régulation
Réguler la température de départ d’un circuit pour faire varier sa puissance émise dans
les locaux. Elle peut être à deux, trois ou quatre voies. La commande peut être
pneumatique, électrique, etc…
P
Symbole
Vanne de régulation de pression
Vanne de régulation
et d’équilibrage de
débit
13- Le circulateur
Déplacer le fluide caloporteur (créer un débit dans le circuit) en créant une
différence de pression (Hmt)
Symbole
Aspiration
Refoulement
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14- Le vase d’expansion ou le groupe
de maintien de pression
Son but est d’absorber les variations de volumes d’eau dues aux changements de
températures du fluide caloporteur
Symbole
source: M. LE GUAY
Vase fermé
Groupe de maintien
de pression avec
membrane
15- Le purgeur
Évacuer l’air du réseau. Cela peut se faire automatiquement ou bien en
dévissant un bouchon comme sur les radiateurs.
Symbole
Différentes solutions
Purgeur d’un radiateur
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16- La vanne d’isolement
Isoler hydrauliquement une partie du réseau
NO NF
Symbole
Vannes papillonsVannes à boisseau sphérique
17- La cheminée ou le conduit de
fumée
Évacuer les produits de combustion (en créant une dépression)
Symbole
(cheminée)
(conduit de fumée)
18- L’aération de la chaufferie
Permettre un courant d’air dans la chaufferie et amener l’air de combustion
Ventilation basse
Ventilation haute
19- Le disconnecteur
Empêcher les eaux polluées de refluer dans le réseau d’eau
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Symbole
Symbole
20- Le compteur
Mesurer les volumes consommés que cela soit (de gauche à droite) pour l’eau, le gaz ou
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Dégazage en
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Lorsque il y a un nombre important de boucles sur le réseau secondaire, il est préférable de
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  • 1. Principes et éléments de base du chauffage D’après C. GROSSI
  • 2. Constitution d’une installation Une installation de chauffage à eau chaude basse température (ECBT) se décompose en trois systèmes principaux. Production Distribution Émission La production de chaleur Fonction : fournir à l'eau l'énergie nécessaire au chauffage du bâtiment ainsi qu’à l’eau chaude sanitaire (ECS) si nécessaire. Exemples d’appareils de production de chaleur :  Chaudière gaz, fioul, bois  Chaudière électrique  Pompe à chaleur  Panneaux solaires Distribution de chaleur Fonction : faire la liaison entre la partie production et la partie émission, c'est à dire véhiculer et répartir le fluide caloporteur jusqu'aux émetteurs de chaleur. Exemples d’éléments nécessaires à la distribution de chaleur :  Pompes  Tuyauterie  Collecteurs  Bouteille de découplage Émission de chaleur Fonction : transférer la chaleur véhiculée par le fluide caloporteur à l'air d'un local à chauffer. Exemples d’équipements d’émission de chaleur :  Radiateurs  Planchers chauffants  Ventilo convecteurs  Aérothermes
  • 3. Éléments constitutifs d’une installation Le réel La schématisation associée EF Non représenté sur l’installation à gauche P
  • 4. EF Non représenté sur l’installation à gauche P Éléments constitutifs d’une installation 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 54 3 2 1 19 17 16 15 14 13 12 11 10 9 87 6 5 4 3 2 1 1. Chaudière 2. Brûleur 3. Régulation 4. Sonde extérieure 5. Commande à distance 6. Sonde de départ 7. Soupape de sécurité 8. Manomètre 9. Robinet thermostatique 10. Radiateur 11. Plancher chauffant 12. Vanne 3 voies 13. Circulateur 14. Vase d’expansion 15. Purgeur 16. Vanne d’isolement 17. Conduit de fumée 18. Aération de la chaufferie 19. Disconnecteur 20. Compteur 21. Té de réglage 22. Filtre 22 20 21 23 23
  • 5. 1- La chaudière 1/2 Symbole Chaudière avec un corps de chauffe à éléments en fonte Le corps creux est rempli avec le fluide caloporteur Transférer la chaleur transformée par le brûleur. Cette chaleur est échangée avec le réseau hydraulique. La chaudière assure aussi la canalisation des fumées.
  • 6. 1- La chaudière 2/2 Chaudière à tubes de fumée Retour eau refroidie Départ eau chaude Réseau de tubes permettant un triple parcours des fumées Évacuation des fumées
  • 7. 2- Le brûleur 1. Moteur. 2. Boîte de contrôle. 3. Transformateur. 4. Pressostat mini air (brûleur 1 allure). 5. Pressostat mini air (brûleur 2 allures). 6. Électrodes. 7. Moteur volet d'air. 8. Électrovanne (2ème allure). 9. Électrovanne de sécurité. 10. Pressostat mini gaz. 11. Électrovanne (1ère allure). 12. Régulateur de pression La fonction du brûleur est de transformer l’énergie grâce à une réaction chimique exothermique contrôlée.
  • 8. 3- La régulation Symbole Commande Information ou consigne Type de régulation Le but est de maintenir une valeur (ici une température) souhaitée indépendamment des variations extérieures (déperditions, température extérieure, etc…). Dans notre cas cela sera la température de départ de chauffage. 80° 55° 40° +5° M Phase NeutreOuverture vanne Fermeture vanne Immobilité
  • 9. 4,6- La sonde extérieure ou de départ Sonde extérieure Sonde de départ Mesurer la température désirée et de la convertir en un signal électrique exploitable par le système. Il existe des sondes : CTP, CTN, PT100, PT1000, Ni1000, etc… Ce sont des résistances dont la valeur varie en fonction de la température. R q [°C] CTP q1 R1 [W] 0 1000 Exemple de variation de la résistance pour une sonde CTP et Ni 1000 T Symbole
  • 10. 5- La commande à distance La commande à distance permet de commander le fonctionnement de la chaudière : • Mode jour, • Mode nuit, • Mode hors-gel, • Etc… Il est possible sur certain modèle de connaitre la température de la pièce.
  • 11. 7- La soupape de sécurité Limiter la pression du circuit en évacuant de l’eau vers l’extérieur. Symbole Clapet Siège Échappement 1 2 3 4 5 Évolution de la pression en fonction de la température
  • 12. 8- Le manomètre Symbole P Mesurer la pression dans le circuit. Il existe différentes technologies pour effectuer cette mesure.
  • 13. 9- Le robinet thermostatique Réguler la température de la pièce par variation du débit d’eau dans le radiateur (c’est un régulateur à action proportionnelle). Symbole T Animation du fonctionnement d’un robinet thermostatique L’élément liquide contenu dans la tête du robinet se contracte ou se dilate en fonction de la température de la pièce et de ce fait en repoussant le clapet du robinet va plus ou moins obturer le passage du fluide caloporteur.
  • 14. 10- Le radiateur Différents type avec au choix: • Un, deux ou trois panneaux, • Avec ou sans convecteur, • Avec ou sans habillage. Cela permet de diffuser la chaleur par différents modes de transmissions (convection, radiation) dans différentes directions. Les catalogues constructeurs permettent de déterminer les différents paramètres pour un bon dimensionnement.Un radiateur est un échangeur de chaleur.
  • 15. 11- Le plancher chauffant
  • 16. 12- La vanne de régulation Réguler la température de départ d’un circuit pour faire varier sa puissance émise dans les locaux. Elle peut être à deux, trois ou quatre voies. La commande peut être pneumatique, électrique, etc… P Symbole Vanne de régulation de pression Vanne de régulation et d’équilibrage de débit
  • 17. 13- Le circulateur Déplacer le fluide caloporteur (créer un débit dans le circuit) en créant une différence de pression (Hmt) Symbole Aspiration Refoulement Axe de rotation
  • 18. 14- Le vase d’expansion ou le groupe de maintien de pression Son but est d’absorber les variations de volumes d’eau dues aux changements de températures du fluide caloporteur Symbole source: M. LE GUAY Vase fermé Groupe de maintien de pression avec membrane
  • 19. 15- Le purgeur Évacuer l’air du réseau. Cela peut se faire automatiquement ou bien en dévissant un bouchon comme sur les radiateurs. Symbole Différentes solutions Purgeur d’un radiateur source: Caleffi
  • 20. 16- La vanne d’isolement Isoler hydrauliquement une partie du réseau NO NF Symbole Vannes papillonsVannes à boisseau sphérique
  • 21. 17- La cheminée ou le conduit de fumée Évacuer les produits de combustion (en créant une dépression) Symbole (cheminée) (conduit de fumée)
  • 22. 18- L’aération de la chaufferie Permettre un courant d’air dans la chaufferie et amener l’air de combustion Ventilation basse Ventilation haute
  • 23. 19- Le disconnecteur Empêcher les eaux polluées de refluer dans le réseau d’eau sanitaire Symbole
  • 24. Symbole 20- Le compteur Mesurer les volumes consommés que cela soit (de gauche à droite) pour l’eau, le gaz ou le fuel.
  • 25. 21- Le té de réglage Symbole Équilibrer hydrauliquement un réseau de chauffage en faisant varier les pertes de charge afin d’avoir le même débit sur chaque tronçon.
  • 26. 22- Le filtre Symbole Filtre à tamis avec robinet de rinçage Récupérer les impuretés (boues) du circuit durant leurs circulation.
  • 27. 23- La bouteille de découplage Symbole Séparer hydrauliquement les pressions dynamiques entre le réseau primaire et le(s) réseau(x) secondaire(s). Les débits de chaque boucle sont indépendants. Dégazage en partie haute Récupération des boues en partie basse Lorsque il y a un nombre important de boucles sur le réseau secondaire, il est préférable de privilégier une bouteille de découplage simple et d’installer deux collecteurs horizontaux ce qui évite d’installer une bouteille de découplage de plusieurs mètres de haut dans la chaufferie