Robinet thermostatique de radiateur : types, méthodes d’installation, réglages et comment choisir

Un robinet thermostatique de radiateur permet de réaliser des économies importantes sur les coûts de chauffage pendant la saison de chauffage.

Des vannes automatiques de régulation de la température des batteries sont utilisées avec succès, aussi bien dans systèmes autonomes de maisons privées, ainsi que dans les appartements dotés du chauffage central.

Le lecteur découvrira dans cet article tout ce qu'il a appris sur la conception, le principe de fonctionnement et les différentes versions de la vanne, ainsi que sur les subtilités de l'installation et du réglage du thermostat.

Objet et portée de l'application

Un robinet thermostatique de radiateur est conçu pour réguler le chauffage d'un radiateur. Ce dispositif d'arrêt contrôle automatiquement le jeu dans le tuyau par lequel circule le fluide caloporteur vers le radiateur. On l'appelle également tête de robinet thermostatique.

Comme indiqué précédemment, la vanne est conçue pour réguler la température ambiante. Elle présente des avantages considérables pour les systèmes de chauffage individuels et centralisés. Elle s'installe non seulement devant les radiateurs, mais aussi dans les zones où les tuyaux en plastique ne supportent pas l'eau chaude à haute température.

Un thermostat est également nécessaire lorsque les occupants s'absentent de leur logement pendant une période prolongée. Durant cette période, il suffit de maintenir la température intérieure entre 15 et 16 degrés Celsius. Cette mesure permet de réaliser des économies sur les coûts de chauffage.

Il convient toutefois de rappeler que le thermostat est capable de réduire le niveau de chauffage de la batterie, mais qu'il ne peut pas dépasser la température initiale du liquide de refroidissement.

Avantages de l'utilisation

Les avantages économiques de l'utilisation de têtes thermostatiques ne se concrétisent que si les coûts de chauffage sont mesurés par appartement. Autrement dit, un compteur enregistre la consommation de chauffage d'un seul appartement.

Lors de l'installation d'un compteur pour l'ensemble de l'immeuble ou l'entrée, les coûts sont répartis entre tous les appartements en fonction de leur surface habitable. Il est inutile d'équiper les radiateurs de thermostats dans chaque appartement.

Dans les habitations individuelles, une vanne d'arrêt automatique, synchronisée avec la chaudière, maintient en permanence la température préréglée du radiateur. Ceci évite toute surconsommation de chauffage. La chaudière consomme ainsi du combustible de manière optimale et constante.

Les avantages de l'utilisation d'une vanne thermostatique se traduisent par une réduction de vos factures d'électricité ou de gaz. Que vous utilisiez un combustible liquide ou solide, les économies réalisées se traduisent par une consommation de combustible réduite.

Principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement d'une vanne de régulation thermostatique repose sur le phénomène de dilatation thermique des corps lorsqu'ils sont chauffés. La tête du thermostat contient un liquide dilatant.

Toute fluctuation de la température ambiante dans la pièce provoque une modification du volume du liquide, qui agit alors sur la tige comme un flotteur.

À mesure que la température de l'eau chaude augmente, la tige du piston descend, réduisant ainsi le jeu dans la tête thermostatique et, par conséquent, le débit de liquide de refroidissement vers le radiateur par unité de temps. Le chauffage de l'élément chauffant diminue alors.

Si la batterie se refroidit excessivement, le fonctionnement du thermostat s'inverse. La température de chauffage optimale de la batterie est indiquée sur l'échelle par une encoche sur le couvercle rotatif du thermostat.

Par exemple, la tête de chauffe est réglée à une température de 22 degrés Celsius. Si la température ambiante atteint 23 degrés Celsius, le thermostat coupera l'arrivée de liquide de refroidissement dans le radiateur. Le radiateur refroidira jusqu'à ce que la vanne s'ouvre et que l'eau chaude recommence à circuler.

Dispositif de vanne thermostatique

Le dispositif hydraulique se compose de deux éléments principaux : une vanne et une tête thermostatique. La vanne est une tige métallique munie d’une coupelle conique à son extrémité inférieure.

La partie supérieure de la tige à ressort s'insère dans le soufflet (une capsule ondulée contenant un liquide ou un gaz) de la tête thermostatique. Le couvercle du thermostat est vissé par-dessus et sert également de bouton de réglage de la température.

La rotation de la poignée exerce une force sur le ressort de rappel. La coupelle de verrouillage de la tige est suspendue à une certaine distance du siège de soupape (l'orifice de la soupape). Le soufflet d'expansion modifie son volume en fonction des variations de température ambiante, exerçant ainsi une pression sur la tige dans un sens ou dans l'autre.

De cette manière, le mécanisme de réglage de la vanne fonctionne et la température de chauffage du radiateur reste stable à un niveau donné.

Types

On trouve sur le marché de la plomberie des robinets thermostatiques pour radiateurs de différents modèles. Ces thermostats peuvent être classés selon leur usage, leur conception, le système de chauffage compatible, le matériau du soufflet, le type de commande et le matériau utilisé.

But

Les appareils sont :

1. Mélange – mélanger deux flux de liquide de refroidissement de températures différentes ;
2. Séparation – diriger le liquide de refroidissement selon des flux différents ;
3. Inversion – modifie le sens des flux.

Type d'exécution

La conception de la tête thermique est adaptée à chaque type d'installation. Les appareils sont classés selon cette caractéristique comme suit :

• vannes droites pour installation sur tuyaux parallèles au sol ;

• Les thermostats axiaux sont installés sur les tuyaux sortant du mur ;

• Les dispositifs d'angle sont montés sur des tuyaux perpendiculaires au sol ;

• Des têtes thermostatiques à trois voies sont utilisées pour mélanger l'eau chaude avec le flux principal du fluide frigorigène ;

Système de chauffage

Les thermostats sont disponibles en modèles adaptés à deux types de systèmes de raccordement de radiateurs : les systèmes monotubes et les systèmes bitubes. Un système monotube est un raccordement en série des appareils de chauffage.

Dans un système à deux tubes, chaque radiateur est indépendant, avec son propre circuit d'alimentation et de retour de liquide de refroidissement. L'installation des thermostats sur les deux systèmes sera expliquée ci-dessous.

Type de substance dans le soufflet

Les thermostats sont fabriqués avec trois types de détendeurs. Selon cette caractéristique, les appareils sont classés comme suit :

1. Gaz;
2. Liquide;
3. Paraffine.

Les vannes à soufflet à gaz sont les plus fiables et les plus durables. En bas de l'échelle de qualité se trouvent les appareils à éléments chauffants à paraffine. Les vannes à liquide occupent une position intermédiaire dans ce classement.

Contrôle

Selon la méthode de contrôle, les têtes thermiques sont divisées en dispositifs :

• mécanique;
• automatique;
• électronique;
• avec un capteur de température à distance.

Mécanique

On pourrait qualifier ce type d'appareil de thermostat, bien que l'appellation soit un peu exagérée. Le principe de fonctionnement d'un thermostat manuel est similaire à celui d'un robinet classique. La tête, en tournant sur le filetage de la valve, actionne la tige vers le haut ou vers le bas.

Cela permet de régler manuellement le débit du liquide de refroidissement entrant dans le radiateur. Contrairement à une vanne, une tête de vanne thermostatique ajuste l'ouverture de la vanne en douceur, permettant des réglages d'une précision exceptionnelle.

Automatique

Il s'agit du type de tête de vanne thermique le plus courant et le plus répandu ; son principe de fonctionnement et sa conception sont décrits ci-dessus. La régulation de la température s'effectue par variation du volume du soufflet, synchronisée avec le mouvement de la tige.

Vous trouverez ci-dessous les caractéristiques des têtes thermiques automatiques à soufflets remplis de gaz, de liquide et de paraffine.

Électronique

De par leur conception spécifique, les têtes thermostatiques électroniques sont nettement plus volumineuses que les modèles classiques. L'appareil électronique est alimenté par deux piles.

Un microprocesseur commande le mouvement de la tige de la vanne en envoyant des instructions à un micromoteur. Un écran à cristaux liquides (LCD) intégré au boîtier de la tête thermostatique affiche de nombreuses informations supplémentaires.

La tête d'appareil fait également office de programmateur. Grâce au logiciel, vous pouvez régler la température des appareils de chauffage en fonction de l'heure, du moment de la journée, du jour de la semaine et du mois.

Par exemple, lorsqu'une maison est inoccupée en journée, il est économique de baisser la température intérieure, aussi bien la nuit que pendant les vacances. Il en va de même lorsque les occupants sont absents pour plusieurs jours.

Avec un capteur de température à distance

Une vanne thermostatique avec sonde de température déportée est utile pour enregistrer la température ambiante dans une zone précise d'une pièce, par exemple au niveau de certaines parcelles d'une serre ou d'un séchoir dans un atelier. La sonde est une capsule remplie d'un liquide à forte dilatation.

Le capteur est relié à une tête thermique par un tube capillaire. Sous l'effet de la chaleur, le fluide contenu dans le tube exerce une pression sur la tige de la vanne, interrompant ainsi la circulation du liquide de refroidissement vers le radiateur. À l'inverse, lorsqu'il refroidit, le fluide est aspiré et la tige remonte.

Matériau de fabrication

Les vannes de régulation de radiateur sont fabriquées en métaux résistants à la corrosion. Les thermostats sont en acier inoxydable, en bronze et en laiton avec un revêtement galvanisé chromé et nickelé.

Les vannes en acier inoxydable sont les plus chères. Les vannes en laiton et en bronze sont les plus courantes sur le marché.

Installation d'une vanne thermostatique pour un système monotube

Un système de chauffage monotube peut être comparé à une série d'objets reliés entre eux. Le fluide caloporteur circule d'un radiateur à l'autre par un unique tuyau. L'eau chaude entre dans le radiateur par l'orifice supérieur et sort par la sortie inférieure.

On peut supposer que la température de chauffe du dernier appareil sera bien inférieure à celle du premier radiateur du circuit. Afin d'éviter des pertes de chaleur importantes à chaque appareil suivant, les tuyaux d'arrivée et de retour, en amont du radiateur, sont reliés par un cavalier faisant office de dérivation.

Lorsque la vanne thermique bloque complètement le flux de liquide de refroidissement, l'eau chaude commence à circuler dans le cavalier sans perte d'énergie thermique.

Installation d'une vanne thermique dans un système monotube

Voici comment cela se passe :

1. L'eau est évacuée du système.
2. Le tuyau d'alimentation supérieur est coupé à l'aide d'une torche oxyacétylénique ou d'une meuleuse d'angle à la taille de l'unité thermostatique intégrée.
3. On pratique un filetage sur le tuyau restant du radiateur et on visse le thermostat, en utilisant du ruban ignifuge ou des fibres de lin comme mastic.
4. De l'autre côté, un raccord « américain » (un raccord avec un accouplement et un écrou union) est vissé sur le filetage coupé, scellant les connexions avec un enroulement de lin.
5. L'écrou de raccord est vissé sur la sortie de la vanne thermostatique.
6. S'il n'y a pas de cavalier, on le coupe entre les tuyaux avec un chalumeau oxyacétylénique, en utilisant à cet effet un tronçon de tuyau de petit diamètre.
7. Ouvrez le robinet sur la colonne montante et vérifiez le serrage des raccords du radiateur.

Installation d'une vanne thermostatique dans un système à deux tuyaux

Dans les systèmes à deux tubes, chaque radiateur est raccordé indépendamment à la colonne montante. Les appareils de chauffage sont raccordés aux tubes d'arrivée et de retour.

Les vannes thermostatiques s'installent de la même manière que dans les systèmes de chauffage monotubes, à la seule différence de l'absence de cavaliers. L'installation d'un bypass est inutile et impossible.

Ajustement

Il existe une méthode assez simple pour régler un robinet thermostatique de radiateur à l'aide d'un thermomètre d'ambiance. Avant de procéder au réglage, il est important de connaître la température ambiante idéale. Supposons qu'elle soit de 22 degrés. Suivez les étapes suivantes :

• avec la vanne ouverte, notez les relevés du thermomètre d'ambiance ;
• Le thermostat est complètement fermé et la température indiquée par le thermomètre devrait atteindre 22 degrés ;
• La poignée du bouchon est retirée de la vanne puis remise en place de manière à ce que le repère corresponde à la position complètement ouverte du thermostat ;
• En ouvrant progressivement l'orifice de passage de la vanne, le liquide de refroidissement pénètre dans le radiateur et le boîtier du thermostat se réchauffe.

L'installation du thermostat est maintenant terminée.

Recommandations opérationnelles

Les experts conseillent :

• Le sens du mouvement de l'eau doit correspondre à la flèche figurant sur le corps de l'appareil ;
• Si des fuites apparaissent au niveau des raccords, le radiateur est démonté puis remonté avec un joint neuf ;
• Après un certain laps de temps, vérifiez la justesse des réglages de la vanne thermostatique ;
• Vous devez vous assurer que le thermostat n'est pas obstrué par des meubles ;
• Le thermostat ne doit pas être exposé à la lumière directe du soleil ;
• Lors de la ventilation de la pièce, la vanne est fermée ;
• Avant la saison de chauffage, les thermostats doivent être en position ouverte pour empêcher la coupelle de la tige de coller au siège de la soupape ;
• La tête thermique doit être maintenue propre et sèche.

Erreurs courantes

La tête thermostatique doit être en contact direct avec l'air ambiant et réagir avec précision aux variations de température. Les erreurs suivantes sont fréquemment commises lors de l'installation d'un thermostat.

1. La tête de la vanne de régulation est installée verticalement. De ce fait, le soufflet sensible sera actionné par l'air chaud provenant du tuyau d'alimentation, ce qui ne correspondra pas à la température réelle dans la pièce.
2. L'appareil est monté du côté opposé au flux. Une flèche sur le corps de chaque thermostat indique le sens de circulation du liquide de refroidissement.
3. Ne pas obstruer la vanne thermostatique avec des meubles ou d'autres objets. L'appareil doit pouvoir être librement aéré.
4. L'appareil ne doit pas être installé sous un large rebord de fenêtre ou dans une niche.

Une installation incorrecte du robinet thermostatique peut exposer ce dernier à une température ambiante plus élevée que la normale. Ceci entraîne un dysfonctionnement du capteur de température et, par conséquent, une sensation d'inconfort dans la pièce.

Caractéristiques de la sélection

Lors du choix d'un modèle de vanne thermostatique pour un radiateur de chauffage, les caractéristiques suivantes sont prises en compte.

Matériel

Les thermostats à boîtier en acier inoxydable sont considérés comme les meilleurs. Cependant, ce sont aussi les plus chers.

Pour choisir des produits moins chers en laiton et en bronze galvanisé, il est conseillé de privilégier les fabricants réputés.

Méthode d'exécution

Selon le type de raccordement du radiateur, on choisit un dispositif droit, axial ou coudé. Ce point a été abordé en détail précédemment. Pour les raccordements complexes, on utilise des vannes à trois voies.

Lors de l'achat d'un appareil, il faut s'assurer que la vanne thermique est conçue pour être raccordée à un système de chauffage à un ou deux tubes.

Type de capteur

Les capteurs à gaz sont les plus répandus, suivis des dispositifs à base de liquides.

La liste se termine par les capteurs de température à paraffine.

Conclusion

L'installation de robinetterie thermostatique vous permettra sans aucun doute de réaliser d'importantes économies d'énergie sur le chauffage de votre maison. En plus de réduire vos dépenses, votre maison restera toujours confortable.

Plus la surface de la maison ou de l'appartement est grande, plus il est rentable d'utiliser des équipements thermostatiques pour les radiateurs de chauffage.