Unité de mélange pour chauffage au sol

Le chauffage au sol gagne en popularité et offre un confort appréciable. Toutefois, pour un fonctionnement optimal, ce type de chauffage nécessite une pompe de mélange. Celle-ci permet de maintenir la température optimale du fluide caloporteur et de réguler son débit vers les circuits de chauffage.

Nous avons donc décidé d'aborder les groupes de mélange à pompe existants et leurs composants. Vous apprendrez comment assembler vous-même un groupe de mélange pour chauffage au sol, ainsi que son installation et sa mise en service.

Fonctions

L'utilisation d'un mélangeur thermique lors de l'installation d'un chauffage au sol permet de créer un système de chauffage d'eau indépendant avec la possibilité de réguler la température du fluide frigorigène.

Le chauffage au sol hydraulique est un système basse température. L'eau alimentant le circuit de chauffage ne doit pas dépasser 55 °C. Ce système étant souvent raccordé à un radiateur ou une chaudière, où la température de l'eau est beaucoup plus élevée, un module de mélange spécifique est nécessaire.

C'est dans cette unité que le liquide de refroidissement provenant de la conduite de retour est mélangé à l'eau chaude provenant de la source de chauffage jusqu'au niveau requis.

Ce dispositif de mélange d'eau contrôle également le volume de liquide de refroidissement circulant dans chaque boucle.

Principe de fonctionnement

Le fonctionnement de base de tout appareil de mélange à pompe est identique. Le fluide caloporteur chauffé, provenant de la source, traverse un thermostat qui enregistre sa température. L'eau pénètre ensuite dans la soupape de sécurité, où sa température est régulée par l'ouverture et la fermeture du clapet.

Si la température du liquide de refroidissement dépasse une valeur prédéfinie, la soupape de sécurité s'ouvre et de l'eau refroidie provenant du circuit de retour est ajoutée. Lorsque la température souhaitée est atteinte, l'alimentation est coupée.

Une pompe assure la circulation du liquide dans l'unité hydraulique ; l'uniformité du chauffage de la surface du sol dépend de son fonctionnement.

Domaines d'application

L'utilisation d'un groupe de mélange par pompe est nécessaire lorsque l'eau est utilisée comme fluide frigorigène. Voyons dans quels cas cela se produit.

1. Si le plancher chauffant à eau est raccordé au système de chauffage central, c'est parce que la température de l'eau dans le système centralisé dépasse le niveau requis pour le chauffage par le sol.
2. Lors du raccordement à partir d'une chaudière qui ne fonctionne pas avec un retour de +55 et moins - il s'agit de toutes les chaudières à combustible solide et de celles fonctionnant au gaz.
3. Si la ligne principale comporte deux circuits ou plus avec des températures différentes (planchers chauffants avec radiateurs).

Types

Toutes les unités de pompage et de mélange sont classées selon le type d'élément de travail :

• Avec une vanne à trois voies Ces unités sont installées dans les grandes pièces, car elles peuvent traiter un volume d'eau important. Le té de mélange est généralement relié à une sonde de température extérieure, ce qui permet d'ajuster le niveau de chauffage en fonction de la température extérieure. La régulation s'effectue grâce à un clapet situé à la jonction des tuyaux d'alimentation et de retour. Un montage séquentiel est généralement utilisé.

• Avec deux voies Recommandé pour les pièces jusqu'à 200 m², ce mitigeur peut être installé en parallèle ou en série. Il est équipé d'une tête thermostatique avec capteur qui contrôle la température et coupe l'arrivée d'eau chaude lorsque celle-ci dépasse un certain seuil. Son faible débit permet un réglage précis.

• Combiné — combiner une vanne et un système d'équilibrage. Cependant, cette option est rarement utilisée avec les planchers chauffants.

Schémas des unités de pompage et de mélange

Les groupes de mélange à pompe sont assemblés de plusieurs manières ; la différence réside dans le raccordement de la pompe et la conception de la vanne.

Groupe de mélange par pompe pour chauffage au sol.

Avec raccordement en série de la pompe

Lorsque la pompe est mise en marche, le circuit séquentiel prépare le liquide de refroidissement et assure sa circulation dans les boucles. Bien qu'il nécessite deux dispositifs distincts pour pomper le fluide dans les circuits primaire et secondaire, ce circuit est technologiquement plus avancé.

Elle offre des performances supérieures à un raccordement en parallèle. C'est pourquoi les professionnels privilégient souvent cette option lors de l'installation de chauffage au sol.

Cependant, pour que le revêtement de sol fonctionne efficacement dans ce type d'installation, le calcul et le réglage corrects, ainsi que la précision du dessin, jouent un rôle important.

Avec parallèle

L'avantage d'un système en parallèle est qu'un seul appareil suffit pour pomper l'eau dans les deux circuits. Cela simplifie considérablement l'installation, mais nécessite un appareil plus puissant.

Si le mélangeur est conçu pour un petit système de chauffage, une configuration en parallèle est recommandée. Le montage en parallèle étant plus simple, il permet d'éviter les erreurs graves. Cependant, cette configuration est inadaptée aux grands systèmes de chauffage au sol en raison de ses performances et de son rendement limités.

Quel mixeur choisir ?

Lors du choix d'un mitigeur thermostatique, il est important de tenir compte des caractéristiques de l'appareil de chauffage. Lors du choix d'un système de distribution, il convient de considérer le mode de mélange : centralisé ou latéral.

Pour les grandes surfaces comportant plusieurs circuits distincts, un mélangeur avec vanne trois voies est indispensable. Ce dispositif gère parfaitement les grands volumes de liquide. Pour un étage à circuit unique, un collecteur avec mélangeur deux voies convient.

Vous pouvez fabriquer vous-même un groupe de mélange à pompe pour chauffage au sol, mais si vous en achetez un tout fait, nous vous recommandons les modèles suivants :

1. Les modèles VT.COMBI et VT.COMBI.S sont conçus pour la préparation de fluides frigorigènes basse température. Ils utilisent une vanne à deux voies, commandée par une tête thermostatique ou un servomoteur. La sonde de température n'est pas fournie et doit être achetée séparément.
2. VT.COMBI — l'unité est équipée d'une vanne d'équilibrage, qui sert à réguler la pression dans le système.
3. Le collecteur NSU VT.COMBI.S peut être raccordé à l'entrée et à la sortie. Il est donc compatible avec les systèmes de chauffage par radiateurs et par pompe à chaleur.
4. VT.DUAL — Le mécanisme se compose de deux modules (pompe et thermostat) reliés par un collecteur. Le mélange est assuré par une vanne trois voies à tête thermostatique.

Ce sont des modèles éprouvés et il est préférable de les acheter.

Équipement

L'unité de mélange est un mécanisme complexe qui assure le maintien d'une température d'eau stable et sa circulation continue. Elle fait partie du bloc collecteur et se compose de plusieurs mécanismes.

Pompe

La fonction principale de la pompe est d'assurer un débit d'eau constant dans la canalisation. Elle refoule l'eau par le collecteur et les siphons de sol. Ses principaux indicateurs de performance sont la pression et le débit.

Correctement dimensionnée, la pompe permettra de vaincre la résistance hydraulique dans la conduite d'eau au sol. Il est recommandé d'utiliser un appareil doté d'un sélecteur de mode automatique.

Régulateur de débit

Les débitmètres sont :

1. La vanne d'équilibrage du circuit principal (vanne à flotteur) contrôle le débit de liquide de refroidissement entrant dans la conduite principale depuis la source haute température principale. Ce débit est régulé par sa capacité. Le réglage s'effectue par une vanne à levier actionnée par une clé. Un autre réglage peut être réalisé par une vanne thermostatique, commandée par un capteur déporté.
2. Le réglage de la vanne d'équilibrage du circuit secondaire dépend de la surface à chauffer. L'ouverture et la fermeture de cette vanne modifient les proportions des flux de fluide chaud et de fluide froid. La fermeture de la vanne d'équilibrage de retour du circuit secondaire augmente le débit de fluide chaud provenant de la chaudière, ce qui accroît la conductivité thermique.

Le degré d'ouverture est réglé à l'aide d'une échelle graduée sur le flacon. Cette échelle détermine le débit de l'appareil en mètres cubes par heure.

vanne de dérivation

Un système de dérivation, associé à une vanne de dérivation, assure le fonctionnement continu de l'équipement de pompage lorsque le mode de secours est activé, c'est-à-dire lorsque la circulation du fluide dans la conduite de fond est totalement ou partiellement interrompue. Cela peut se produire si les vannes de boucle du collecteur sont fermées manuellement ou à l'aide de vannes.

Par conséquent, la résistance à l'écoulement de l'eau augmente, de même que la charge sur le mécanisme. La pression dans le système augmente et la vanne de dérivation s'ouvre.

Le liquide de refroidissement circule dans les tuyaux de dérivation et la pompe, bouclant ainsi le petit circuit de circulation. Ceci élimine les situations d'urgence.

Éléments auxiliaires

Les éléments auxiliaires sont également chargés de surveiller et de maintenir le bon fonctionnement du système de pompage-mélange. Il s'agit notamment des éléments suivants :

• thermomètre - contrôle la température du liquide de refroidissement ;
• évent d'aération - l'air est évacué du système par cet évent ;

• robinets de vidange, leur but est d'évacuer l'eau ;
• Clapet anti-retour à bille - empêche le liquide de refroidissement de circuler dans le sens inverse.

Bloc collecteur

Le collecteur centralise les circuits de chauffage au sol et est conçu pour un nombre précis de branches. Il comprend un peigne d'alimentation et un peigne de retour.

Fabriquer un mélangeur soi-même

Pour l'installation d'un chauffage au sol, vous pouvez opter pour un système de mélange par pompe prêt à l'emploi. Toutefois, si vous souhaitez construire vous-même un système économique, nous vous guiderons pas à pas.

Avant de commencer à travailler, vous devez vous procurer : un filtre à mailles, thermostat à trois voies Un clapet anti-retour, deux thermomètres, une pompe de circulation, un évent, deux raccords en T, deux vannes de purge et des vannes à bille. Des collecteurs sont également inclus : un pour la conduite d’alimentation avec vannes à bille et un pour la conduite de retour avec régulateurs.

De plus, le nombre de boucles du plancher chauffant à eau chaude doit être égal au nombre de sorties sur le collecteur.

Instructions de montage étape par étape :

• Nous installons un filtre à mailles sur la vanne d'alimentation à bille, après quoi nous installons un coin.

• Nous vissons un mitigeur thermostatique à trois voies dans le coin.

• On visse un clapet anti-retour sur le mélangeur, du côté où sera raccordé le tuyau de retour ; sans lui, l'appareil ne fonctionnera pas correctement.

• Nous installons des thermomètres sur la conduite de retour et sur la sortie centrale de l'unité de mélange.

• On raccorde la pompe de circulation au thermomètre alimenté par le tuyau d'alimentation. La distance en ligne droite entre le thermomètre et la pompe, et entre la pompe et le collecteur, doit être identique et égale à 10 fois le diamètre du tuyau d'alimentation.

• Ensuite, nous installons les collecteurs.Ces collecteurs sont fixés à un support spécial. Un collecteur d'alimentation muni de vannes à bille est raccordé à la pompe, tandis que le collecteur de retour est équipé de vannes de régulation.

• Nous vissons des raccords en T à la sortie d'extrémité des collecteurs d'alimentation et de retour, auxquels est fixé l'évent d'air.

• Nous installons une grille d'aération.

• Nous installons des vannes à bille de purge sur les sorties latérales des deux tés. Elles sont nécessaires pour le remplissage et la vidange du système.

• Raccordez un tronçon de tuyau en polypropylène ou en métal-plastique au collecteur de retour. Sa longueur doit être égale à la distance entre le collecteur d'alimentation et le thermomètre.

• Entre cette section de tuyau et le thermomètre de retour, nous plaçons le deuxième filtre à mailles.

• Nous vissons une vanne à bille sur le clapet anti-retour.

Le résultat est un modèle simple et peu coûteux d'un groupe de mélange à pompe artisanal pour chauffage au sol.

Installation d'une unité de mélange

Avant d'installer le tableau électrique, il faut déterminer son emplacement. Il peut être installé dans la pièce où sera posé le revêtement de sol ou dans la chaufferie d'une maison individuelle.

L'appareil peut être fixé directement au mur ou encastré dans une armoire métallique. Il est équipé de guides et de portes réglables. Un collecteur logé dans une telle armoire est esthétiquement plaisant, mais son prix est élevé. Il est important que tous les appareils électriques soient mis à la terre et que l'appareil soit facilement accessible.

Le mélangeur doit être monté au point le plus haut du système ; cela facilitera l'évacuation de l'air.

L'unité de pompage et de mélange est installée dans la séquence suivante :

• Une niche est préparée pour y placer l'armoire collecteur.

• L'unité de mélange et de distribution est installée dans l'armoire.

• Les tuyaux correspondants provenant de la chaudière sont raccordés aux vannes à bille du collecteur.

• Les canalisations de contour de plancher sont vissées aux sorties des peignes.

Le système de chauffage au sol hydraulique est désormais installé et son étanchéité peut être vérifiée. Ce n'est qu'après cette vérification que la chape pourra être coulée et le revêtement de finition posé.

Comment configurer

Après l'installation du plancher chauffant et son raccordement au collecteur existant, le système doit être configuré pour assurer des conditions de confort dans l'appartement.

Examen et configuration des groupes de pompage et de mélange - webinaire, 23 décembre 2019

Réglage du dispositif de mélange par pompe :

• Nous retirons le thermostat, cela peut affecter le processus de régulation.
• Nous avons réglé la vanne de dérivation au niveau maximum afin qu'elle ne fonctionne pas pendant le réglage.

• Commençons par régler la vanne d'équilibrage. La température de l'eau dépend des paramètres suivants : sortie de la chaudière (+95 °C), entrée au sol (maximum +45 °C) et sortie (maximum +35 °C). L'écart de température admissible entre l'eau d'alimentation et l'eau de retour est de 5 à 10 °C maximum. La formule permet d'effectuer des calculs simples :

T1 - 95 - 35 = 60

T2 - 45 - 35 = 10

K - ((60 : 10) - 1) x 0,9 = 4

Cet indicateur est placé sur la vanne d'équilibrage.

• Nous allons maintenant procéder au réglage de la pompe. Elle est initialement réglée à puissance minimale, puis augmentée progressivement jusqu'à atteindre le niveau de pression requis.
• Nous réglons la vanne de dérivation. Elle est réglée à une valeur supérieure de 10 % à la pression de service maximale.

Si le plancher chauffant comporte plusieurs circuits, il est nécessaire de régler chaque boucle de cette manière.

Le groupe de mélange par pompe est l'élément essentiel des systèmes de chauffage au sol hydrauliques ; sans lui, leur fonctionnement est inefficace et leur puissance de chauffe insuffisante. Par conséquent, lors de l'installation d'un chauffage au sol à plusieurs circuits, ce dispositif est indispensable. Libre à vous de l'acheter ou de le monter vous-même.