Dans un chauffage indirect fonctionnant à l’eau chaude, ce qui est le cas de la plupart des installations de chauffage central, il existe toujours un circuit reliant la production de chaleur (chaudière) aux différents émetteurs de chaleur (radiateurs, convecteurs, aérothermes ou plancher chauffant,etc ...).
Ce circuit sera toujours constitué de tuyauteries, de raccords et d’éléments de coupure, de régulation et de sécurité. Selon la puissance de l’installation, ces circuits peuvent aller de la plus grande simplicité à une complexité importante.
Ce site s’adressant essentiellement aux particuliers, nous allons passer en revue les différents types de circuit que vous serez susceptibles de rencontrer, voire de réaliser. Dans ce chapitre, nous ne tiendrons volontairement pas compte des différents systèmes de régulation ou de sécurité qui feront l’objet d’un chapitre particulier.
Régulation sur brûleur
Le premier schéma hydraulique que nous allons découvrir est celui que vous serez amené à rencontrer très fréquemment. C’est celui d’une installation de chauffage simple, constituée d’un côté d’une chaudière et de l’autre d’un certain nombre d’émetteurs, comme vu plus haut. Dans ce cas simple, l’eau chaude sanitaire n’est pas fabriquée par la chaudière.
Dans ce circuit, il n’existe pas de grandes complications. L’eau chauffée dans la chaudière est véhiculée à l’aide de la pompe de circulation par les tuyauteries vers les émetteurs de chaleur et la chaleur transmise en fonction des besoins. Le retour plus froid revient à la chaudière et ainsi de suite dans une boucle sans fin.
Le débit dans la tuyauterie est considéré comme fixe dans le sens où il n’y a aucun réglage de débit ou de température sur le circuit principal, la température étant réglée par l’aquastat de la chaudière ; les seules variations de débit possibles sont dues à la fermeture ou l’ouverture des vannes de radiateurs. La fermeture totale des vannes de radiateurs conduira à un débit nul, avec pour conséquence le dysfonctionnement certain de la chaudière ainsi qu’une dégradation possible de la pompe par échauffement, le refroidissement de celle-ci étant assuré par la circulation d’eau. La régulation de ce type de circuit est généralement assurée par un thermostat simple ou à horloge. Ce type de fonctionnement est aujourd'hui, bien que très répandu, considéré comme simpliste en terme de régulation.
Régulation sur brûleur - Vannes thermostatiques
Ce 2° schéma est à peu près identique au précédent, à la différence près que l’installation est équipée de robinets thermostatique sur tous les radiateurs de l’installation sauf un (salle de bains par exemple), équipé lui d’une vanne manuelle, technique longtemps utilisée afin de "garantir" une circulation minimale pour la pompe en cas de fermeture totale des vannes thermostatiques.
Cette situation peut se présenter en hiver en cas de réchauffement brutal suite à un fort ensoleillement, par exemple. Dans ce cas, les vannes réagissent automatiquement à l’élévation de température et ont tendance à se fermer. Si toutes les vannes thermostatiques se ferment, il faut espérer que personne n’ait eu l’idée lumineuse de fermer aussi le robinet manuel car, dans ce cas, la circulation dans le circuit serait nulle avec de gros risques d’échauffement pour la pompe de circulation.
Vannes thermostatiques + vanne de décharge
Comme il y a toujours la possibilité d’une fermeture totale du circuit en cas de réchauffement brutal, il a été installé une vanne de décharge hydraulique dont le rôle est de permettre un "débit de fuite" en cas de fermeture totale du circuit.
Cette vanne est installée juste après la pompe de circulation et, une fois bien réglée, crée un by-pass (on peut aussi parler de débit de fuite) vers la tuyauterie de retour de l’installation en cas de fermeture inopinée des vannes de radiateurs, ce qui a pour effet de protéger la pompe de surchauffes destructrices.
Le principe de fonctionnement de cette vanne est assez simple. Quand les robinets thermostatiques vont se fermer, par exemple en cas de réchauffement brutal de température, la pression hydraulique engendrée par la pompe va augmenter. Il suffit donc de régler la soupape de manière à être un peu en dessous de la valeur maxi de la pompe et ainsi en cas de montée en pression, la soupape va s’ouvrir progressivement et va créer un débit de fuite sur l’installation.
Régulation sur vanne mélangeuse manuelle ou motorisée
Ce schéma représente une installation un peu plus évoluée équipée d’une vanne de mélange de température permettant de dissocier la température de production de chaleur à la chaudière de la température des éléments de chauffe.
Cette solution permet de conserver une certaine température dans le corps de chauffe de la chaudière, souvent nécessaire pour éviter les corrosions rapides en cas de condensations dues à des températures trop basses.
Le 2° avantage de cette solution est de permettre de fonctionner dans le circuit radiateurs avec une température constante plus basse permettant d’éviter les trains de chaleur et donc d’accroître le confort global.
Le fonctionnement de cette vanne 3 voies est au départ manuel à l’aide d’un volant ou d’une manette. Cependant, s’agissant d’une vanne fonctionnant en mélange, le réglage manuel précis est loin d’être évident. L’intérét de ce matériel est évidemment d’être couplé à une motorisation électrique pilotée par un système de régulation.
Régulation avec deux circuits radiateurs
Ce schéma représente le fonctionnement d’une installation de chauffage central équipée de deux circuits de chauffage fonctionnant avec des températures différentes en permanence avec d’un côté un plancher chauffant basse température et de l’autre un circuit radiateurs plus classique, permettant de chauffer l’étage du logement, par exemple.
Dans ce genre d’installation, au demeurant assez moderne, il faut prendre en compte le fait que la chaudière peut fonctionner à basse température, ce qui permet de se passer de vanne 3 voies motorisée pour le circuit radiateurs. En effet, comme la température du circuit radiateurs sera toujours supérieure à celle du plancher chauffant, il suffit de régler la température de la chaudière en fonction du besoin des radiateurs et de réguler le mélange nécessaire au plancher chauffant. Les chaudières modernes sont d’ailleurs souvent équipées d’une régulation capable de gérer simultanément deux circuits. Cela n’empêchera en rien le fonctionnement de la chaudière en production d'eau chaude sanitaire le cas échéant, ce qui est d'ailleurs souvent le cas.
Il est encore possible de développer d'autres schémas de circuits, toutes les variantes sont possibles mais nous avons passé en revue les plus courantes.
Une vanne thermostatique est un robinet de radiateur équipé d’une tête de commande régulant automatiquement la température de la pièce dans laquelle est située la vanne.