Chaudière pour chauffage au sol : paramètres de sélection, calcul de la puissance, schémas de raccordement et instructions d’installation

Comment chauffer sa maison en hiver ? C’est une question que se posent tous les propriétaires. Nombreux sont ceux qui optent pour un chauffage au sol hydraulique. Mais pour un fonctionnement efficace, une source d’eau chaude – une chaudière dédiée au chauffage au sol – est indispensable, et celle-ci doit être performante.

Aujourd'hui, nous allons examiner les différents types de chaudières et voir lesquelles conviennent aux systèmes de chauffage au sol. Vous apprendrez à calculer la puissance nécessaire et à installer vous-même une chaudière.

Types de chaudières pour chauffage au sol

Il existe une vaste gamme de chaudières sur le marché. Ces chaudières se distinguent par le type de combustible utilisé : gaz, diesel, électricité ou combustible solide. Elles sont fabriquées à partir de divers matériaux, notamment la fonte et l’acier.

Elles diffèrent également par leur méthode d'installation :

1. Les groupes électrogènes sur pied peuvent avoir une puissance allant jusqu'à 120 kW. Ils nécessitent un espace supplémentaire pour leur installation et sont donc placés dans une pièce séparée.
2. Les unités murales ont une capacité allant jusqu'à 35 kW, sont plus faciles à installer et moins chères. Elles sont déjà équipées d'un système intégré. pompe assurant la circulation du liquidePour mettre l'appareil en marche, il faut le raccorder à la conduite de chauffage.

De plus, les chaudières de chauffage possèdent un nombre de circuits différent et peuvent être : à circuit simple et à double circuit.

Circuit unique Ces appareils sont conçus exclusivement pour chauffer le fluide frigorigène destiné au chauffage domestique. Pour étendre leur champ d'application, des composants supplémentaires (chaudière, échangeur de chaleur, etc.) sont nécessaires.

Double circuit — des unités multifonctions qui chauffent simultanément l'eau pour le chauffage et la production d'eau chaude sanitaire. Cette dernière fonction est assurée par une chaudière à accumulation intégrée et un échangeur de chaleur à flux continu.

Gaz

Les chaudières à gaz sont généralement fabriquées avec un corps en fonte ou en acier. À puissance égale, les chaudières en fonte pèsent deux fois plus lourd que celles en acier. Elles sont volumineuses et coûteuses. Les chaudières en acier, quant à elles, sont légères, compactes et faciles à réparer.

Les appareils de chauffage au gaz modernes sur pied fonctionnent au gaz naturel et au GPL. Cependant, les mini-modèles muraux sont plus pratiques à installer ; ils prennent peu de place et leur puissance (7 à 30 kW) est suffisante pour chauffer une petite maison individuelle.

Les chaudières à gaz classiques ne peuvent fonctionner à pleine efficacité que lorsque l'eau est chauffée à sa température maximale (70 à 90 degrés), ce qui est inacceptable pour le chauffage au sol.

L'utilisation d'équipements à gaz à basse température peut entraîner de la condensation, ce qui peut réduire leur durée de vie. Ces chaudières peuvent être converties en chauffage au sol moyennant quelques modifications.

Les chaudières à gaz les plus adaptées sont les chaudières à condensation conçues pour le chauffage au sol. Elles bénéficient d'une alimentation supplémentaire grâce aux condensats produits. Même à basse température, leur rendement est proche de 100 %.

Les appareils à gaz existent en versions à simple et double circuit. Le chauffage au sol est raccordé à une chaudière à double circuit par un collecteur hydraulique.

Combustible solide

Les chaudières à combustible solide fonctionnent de manière similaire aux poêles à bois ou à charbon. Cependant, elles brûlent le bois en l'absence d'air, produisant du gaz de bois qui chauffe le fluide caloporteur. Ces chaudières posent problème lorsqu'elles sont raccordées à un système de chauffage au sol ; elles nécessitent une surveillance et un entretien constants.

Les chaudières à granulés à régulation automatique font exception, car leur cycle de combustion est long. Cependant, elles nécessitent également plus d'attention que les modèles à gaz ou électriques.

Pour maintenir la température du fluide de refroidissement au niveau requis, le système d'automatisation doit arrêter périodiquement la chaudière, ce qui entraîne une perte de rendement. L'installation d'un réservoir tampon permettra d'éviter ce problème.

L'unité pourra alors exploiter pleinement son potentiel, en transférant l'eau chaude vers le ballon tampon, d'où le plancher chauffant puisera le volume nécessaire. Il en résultera des économies, car l'intervalle entre les alimentations en combustible de la chaudière sera plus long.

Électrique

Les chaudières électriques sont les chauffe-eau les plus performants pour les systèmes de chauffage au sol. Elles existent avec différents types d'éléments chauffants : ioniques, à induction, etc. Elles convertissent l'énergie électrique en chaleur. Entièrement automatisées, faciles à installer et à régler, elles peuvent être configurées à distance. Ces appareils maintiennent l'eau à une température prédéfinie sans perte d'efficacité.

Les éléments chauffants muraux sont couramment utilisés en raison de leur conception simple et de leur facilité d'installation. Ils sont équipés d'un vase d'expansion et d'une pompe.

Si la surface de la pièce n'est pas grande, les circuits TP peuvent être connectés directement au générateur de chaleur.

Lors de l'installation d'un plancher chauffant à eau chaude alimenté par une chaudière dans une grande maison individuelle, une installation sera nécessaire unité de mélange et de distribution.

Parmi les inconvénients, on note le coût énergétique élevé. Pour réduire les coûts de chauffage, il est recommandé d'utiliser un système avec un ballon d'eau chaude sanitaire et un compteur d'énergie à double tarif.

Diesel

Les chaudières diesel, alimentées au gazole, fonctionnent selon un principe similaire à celui des chaudières à gaz. Leur processus de combustion est entièrement automatisé. Elles offrent un rendement élevé pour une faible consommation de combustible, sont faciles à installer et à entretenir. Elles sont également écologiques et économiques.

L'inconvénient de tels modèles — l'odeur du gazole, c'est pourquoi elles sont installées dans un local séparé (chaufferie). De plus, un réservoir de carburant et une pompe pour l'alimenter sont nécessaires.

Choisir une chaudière

Il n'existe pas de chauffe-eau spécifiquement conçus pour le chauffage au sol. Certains fabricants proposent des appareils avec fonction « plancher chauffant », mais celle-ci limite la température de l'eau. De plus, il est important de vérifier le type de fluide frigorigène compatible avec le modèle choisi. Certains appareils ne peuvent pas être utilisés avec de l'antigel, comme indiqué dans la notice.

En principe, n'importe quel modèle de chauffe-eau peut être utilisé avec un plancher chauffant ; l'essentiel est d'installer et de raccorder correctement le système.

Quels sont les critères à prendre en compte lors du choix d'un chauffe-eau, et à quoi faut-il faire attention ?

1. Est-il compatible avec le chauffage au sol ? Est-il capable de maintenir la température du fluide frigorigène requise ? Dans le cas contraire, il faudra choisir des équipements supplémentaires.
2. Son efficacité au sein du système influe sur la consommation de ressources (carburant).
3. Est-il facile à entretenir et à utiliser ? Combien de temps faut-il pour le régler au niveau de chauffage souhaité ?
4. L'installation présente-t-elle des difficultés ? Pourrez-vous l'installer vous-même ?

De plus, les générateurs de chaleur doivent être sélectionnés en fonction de la zone et des conditions de fonctionnement, en portant une attention particulière aux points suivants :

1. La puissance nominale est déterminée en fonction de la taille de la pièce à chauffer et de son niveau d'isolation. Les documents précisent la surface que l'appareil est conçu pour couvrir, en supposant une isolation adéquate. Si vous ne connaissez pas les déperditions de chaleur de votre maisonDans ce cas, la puissance doit être prélevée avec une réserve de 25 %. Un dépassement excessif des performances requises peut entraîner une surchauffe et une panne de l'équipement.
2. La régulation de la puissance est une fonctionnalité souvent présente sur les chaudières à gaz. Elle peut être manuelle ou automatique. Les modèles automatiques sont plus économiques : il suffit de paramétrer quelques réglages, et le système maintient la température au niveau défini et coupe le chauffage.
3. Dépendance énergétique – l’utilisation d’une pompe électrique pour forcer le liquide à se déplacer augmente les performances de la chaudière, mais la rend moins autonome et plus dépendante des ressources énergétiques.
4. Type de chauffage : Si l’appareil est nécessaire pour le chauffage des locaux et la production d’eau chaude sanitaire, une chaudière instantanée à double circuit est requise. Pour chauffer un grand volume d’eau, un modèle à accumulation est préférable.

Chacun détermine le coût de son chauffage en fonction de sa source d'énergie la plus économique. Pour certains, il s'agit du gaz, pour d'autres, du bois. Si le logement est équipé d'un compteur multi-tarifs, l'électricité sera plus avantageuse.

Une chaudière électrique est la solution idéale pour les planchers chauffants hydrauliques, car elle maintient une température constante tout en consommant peu d'énergie. 1 kW d'électricité est converti en 1 kW de chaleur. Si la surface à chauffer est réduite, un raccordement direct est possible.

Pour relier un chalet d'une superficie impressionnante, une unité de mélange sera nécessaireLors de l'installation d'un équipement à gaz, un tableau de distribution est indispensable, le raccordement direct étant déconseillé. L'alimentation d'un chauffage au sol par une chaudière à combustible solide engendre des coûts supplémentaires liés à l'achat de composants additionnels.

De plus, l'installation de chaudières à gaz ou à combustibles solides nécessite l'aménagement d'une chaufferie.

Comment calculer la puissance

Pour un chauffage au sol, la chaudière idéale doit être économique ; le choix se fait donc en fonction de ses performances. Pour sélectionner le modèle adapté, il est nécessaire de calculer sa puissance.

La puissance thermique moyenne d'une maison individuelle est de 1 kW pour 10 m², soit une puissance spécifique de 100 W par m². Toutefois, il s'agit d'une estimation assez approximative, valable pour un bâtiment en briques présentant des déperditions thermiques minimales.

Lors de l'installation d'équipements à gaz, il est nécessaire de préparer et de coordonner le projet avec les organismes gouvernementaux compétents et d'obtenir l'autorisation du service d'inspection du gaz. Le projet comprend une section détaillant le calcul de la capacité de l'appareil.

Si vous prévoyez d'installer une chaudière électrique ou à pyrolyse, utilisez le formulaire de calcul des besoins énergétiques du logement. Cette formule convient aux régions tempérées ; si l'appartement se situe dans les régions nordiques, un coefficient de correction de 1,2 ou 1,3 est nécessaire. En cas d'isolation ou d'alimentation en eau chaude insuffisante, un coefficient de 1,2 est également appliqué.

Мк = 0,1*По*к1*к2*к3, où :

Calculons la puissance du générateur pour une maison de 250 m² située dans la région nord, avec une isolation médiocre et un système d'alimentation en eau chaude, en utilisant l'exemple ci-dessous :

Мк = 0,1*250*1,2*1,2*1,3= 46,8 kW

Si les locaux sont situés dans le centre-ville, le calcul de l'indicateur se présente comme suit :

Мк = 0,1*250*1,2*1,2= 36,8 kW

Si la pièce est bien isolée et que l'alimentation en eau chaude n'est pas nécessaire, alors :

Mk = 0,1 * 250 = 25 kW

Il n'est pas recommandé de constituer une importante réserve de puissance, car cela augmentera non seulement le coût de l'énergie thermique, mais entraînera également une surchauffe du poste de transformation et sa panne.

Schéma de câblage pour le raccordement d'un plancher chauffant à eau à une chaudière

Il existe différentes manières de raccorder une chaudière à un chauffage au sol. Chacune présente des avantages et des inconvénients et est conçue pour des conditions spécifiques. Examinons les méthodes courantes de raccordement d'un chauffage au sol hydraulique à une chaudière.

Schéma de la vanne à trois voies

Dans un système multicircuit comportant différents appareils de chauffage, on utilise généralement une vanne à trois voies. Elle convient aux systèmes de chauffage combinés, tels que des radiateurs à eau chaude à 80 °C et un chauffage au sol à 45 °C.

Une vanne à trois voies avec une pompe de circulation permet de garantir cette différence de température. Le niveau de chauffage souhaité du fluide caloporteur est obtenu en mélangeant l'eau de la chaudière avec celle provenant du circuit de retour. Le débit d'eau froide ajouté est contrôlé par l'ouverture ou la fermeture de la vanne.

Schéma avec unité de mélange

Cette méthode est conçue pour les systèmes combinés – un radiateur et un poste de chauffage. Dans ce cas, un mélangeur à pompe remplace la vanne thermostatique.

Le raccordement du collecteur à la chaudière est un système écoénergétique dans lequel, grâce à une vanne d'équilibrage, l'eau chaude et l'eau froide sont mélangées dans des proportions précises.

Schéma de circuit avec thermostat électronique

Le système d'alimentation TP fonctionne à l'aide d'unités de chauffage thermoïoniques de petite taille ; celles-ci ne peuvent assurer le fonctionnement que d'une seule boucle de chauffage pour une surface n'excédant pas 20 m².

Un thermostat est un petit appareil doté d'un boîtier en plastique qui contient :

Le principe de fonctionnement est simple : le liquide chauffé est directement acheminé de la chaudière vers le circuit, sans ajout d’eau. La régulation de la température est assurée par un régulateur intégré.

Elle commande une vanne électromécanique qui régule l'arrivée de gaz à la chaudière. L'eau circule dans le circuit sans pompe et est refroidie directement dans la boucle.

Le circuit est simple et ce faisceau est peu coûteux, mais il ne permet pas un réglage précis. Il convient pour :

Schéma de connexion directe

Pour alimenter le plancher chauffant avec ce système, un séparateur hydraulique est utilisé. Cette méthode diffère en ce que, lors du raccordement du chauffage au sol à une chaudière avec pompe, son circuit doit comporter une unité de pompage fonctionnant de concert avec un thermostat. Ces unités régulent le débit du fluide en fonction de la température ambiante.

Le processus est le suivant : l’eau chaude provenant de la chaudière pénètre dans le collecteur hydraulique, où elle est distribuée en suivant les contours du sol. Après avoir traversé les boucles, elle retourne au réchauffeur par le tuyau de retour.

Cette méthode est principalement utilisée sur les chaudières à condensation, car elle ne réduit pas la température dans la conduite d'alimentation. Si une chaudière à gaz classique est installée, son fonctionnement dans ce mode entraînera rapidement une défaillance de l'échangeur de chaleur.

Lors de l'installation d'une chaudière à combustible solide, pour assurer le bon fonctionnement du système, il sera nécessaire d'installer un réservoir tampon qui limitera le niveau de température.

Raccordement d'un chauffage au sol à une chaudière

Les chaudières électriques sont les plus faciles à installer et à utiliser. Nous allons donc vous expliquer comment raccorder une chaudière électrique à un collecteur de chauffage au sol.

Nous raccorderons un élément chauffant de 3 kW à un plancher chauffant de 30 m² via une vanne trois voies. Pour cela, nous achèterons une chaudière à recirculation équipée de sorties pour le raccordement des tuyaux d'eau chaude et froide. Le diamètre standard des sorties est de 2,6 cm. Afin d'éviter tout imprévu, nous nous procurerons à l'avance tout l'outillage nécessaire.

Avant de commencer à installer la chaudière, il est nécessaire de poser une couche de revêtement de sol chaud..

Ensuite, installez unité de distribution à laquelle sont raccordés les circuits d'eau au solUne extrémité du tuyau est raccordée à l'arrivée d'eau froide et l'autre à l'arrivée d'eau chaude.

Vous pouvez maintenant procéder directement au raccordement de la chaudière, qui a été installée à l'emplacement prévu :

Après le raccordement, assurez-vous de vérifier l'étanchéité du sol en effectuant un essai de fonctionnement. Cet essai est réalisé pendant 24 heures, le système étant sous pression de service.

Ce n'est qu'après cela que la chape de béton peut être coulée et les matériaux de finition (carrelage ou lames) posés. Le système doit être mis en marche une fois le mortier complètement sec.

Pour garantir le bon fonctionnement d'un plancher chauffant à eau, tous les modèles de radiateurs peuvent être installés. En effet, tous les paramètres (puissance, performance, etc.) sont calculés de manière identique pour tous les types. Il est important de raccorder correctement l'équipement.