Chauffage au sol hydraulique alimenté par une chaudière : schémas de raccordement, installation et caractéristiques de conception

Le chauffage est un problème majeur pour la plupart des villes de notre pays. Le chauffage central n'offre pas toujours un confort suffisant, c'est pourquoi beaucoup envisagent l'installation d'un système indépendant.

Une solution possible pour ce type de chauffage consiste à installer un chauffage au sol alimenté par un chauffe-eau.

Est-il possible de raccorder un chauffage au sol à une chaudière ou non ?

Lors de l'installation d'un chauffage au sol à eau, les propriétaires d'appartements ou de maisons individuelles doivent :

• concevoir une structure qui chauffera l'air de la pièce au niveau requis ;
• Choisissez une option économique en termes d'installation et d'exploitation, qui ne coûtera pas cher.

Nous vous suggérons de vous renseigner à l'avance. Structure et principe de fonctionnement d'un plancher chauffant à eau et la possibilité de combiner le système avec divers appareils (radiateurs, vannes à trois et deux voies, etc.).

Le fluide caloporteur est chauffé par des chaudières à gaz ou électriques. Les chaudières à gaz sont le plus souvent installées dans les maisons individuelles. Ce type d'équipement ne peut être installé dans les appartements équipés d'un chauffage central.

De plus, le raccordement au réseau de chauffage central nécessite une autorisation spéciale. Par conséquent, une solution alternative s'impose : l'installation d'une chaudière électrique.

Une chaudière est un appareil servant à chauffer l'eau à l'aide d'électricité pour un usage domestique. Cependant, il est important de noter qu'elle n'a pas été conçue à l'origine pour chauffer l'eau destinée au chauffage au sol. Par conséquent, cela la soumettrait à une contrainte supplémentaire susceptible d'entraîner une panne.

Bien qu'il soit toujours possible d'alimenter le plancher chauffant à partir d'une chaudière, il ne permettra pas de chauffer de grandes surfaces. Cette option est idéale uniquement pour une salle de bain ou des toilettes.

Attention ! Il est essentiel de calculer correctement la charge du radiateur électrique.

Types de chaudières

Un chauffe-eau est une chaudière électrique équipée d'un réservoir de stockage d'eau chaude. Les modèles d'une capacité maximale de 100 litres sont destinés à un usage domestique, tandis que ceux d'une capacité maximale de 300 litres sont utilisés à des fins industrielles. Un modèle industriel est recommandé pour les installations de chauffage au sol.

Selon leur conception, les chaudières peuvent être instantanées ou à accumulation.

Écoulement

Un chauffe-eau à flux continu est un réservoir compact doté d'un élément chauffant carré raccordé à l'arrivée d'eau froide. Dès sa mise en marche, l'eau chauffe presque instantanément. Ces chauffe-eaux ont une puissance de 6 à 10 kW et représentent donc une charge importante pour le réseau électrique.

Un chauffe-eau à flux continu n'est pas adapté au chauffage au sol.

Cumulatif

Un radiateur à accumulation est un conteneur composé de deux enveloppes, entre lesquelles se trouve une couche protectrice de matériau isolant thermique (mousse de polyuréthane). L'enveloppe extérieure est en acier émaillé.

L'intérieur du flacon est recouvert d'émail de verre appliqué par pulvérisation, ce qui lui confère une surface lisse et résistante au tartre. De plus, cet émail est insensible aux sels présents dans l'eau et ne se corrode pas.

Certains modèles possèdent un revêtement intérieur en porcelaine de verre plutôt qu'en émail. La surface est de haute qualité, mais des fissures peuvent apparaître en cas d'exposition prolongée à des températures élevées. Cependant, les fabricants garantissent un fonctionnement fiable de l'appareil pendant au moins 10 ans.

Un autre type de revêtement utilisé pour les chaudières est l'acier inoxydable au titane, qui résiste aux hautes températures. Un chauffe-eau doté de ce revêtement aura une longue durée de vie.

Un élément chauffant (un élément chauffant tubulaire) est situé à l'intérieur du réservoir ; il chauffe le fluide frigorigène. Cet élément chauffant est logé dans un tube métallique, ce qui empêche l'entartrage. De plus, le réservoir contient une anode magnétique : une tige contenant des particules chargées positivement qui neutralisent la charge négative.

Cela contribue à réduire la corrosion. La tige doit être remplacée périodiquement, car elle s'use assez rapidement. Le chauffe-eau est équipé de tuyaux par lesquels l'eau froide arrive et l'eau chaude est évacuée.

Attention ! Des chauffe-eau électriques d’une capacité de 250 à 300 litres, spécialement conçus pour les systèmes de chauffage, sont désormais disponibles sur le marché. Ils se distinguent par l’emplacement et la taille de leurs orifices d’arrivée et de retour d’eau.

La puissance standard des modèles de stockage est de 1,5 à 3 kW. L'appareil ressemble à une bouteille thermos : l'eau est chauffée puis refroidie lentement, maintenant ainsi une température élevée pendant une période prolongée.

Ces modèles sont également équipés d'un thermostat, permettant de régler la température de chauffage souhaitée pour le chauffage au sol. Une fois cette température atteinte, la chaudière s'arrête automatiquement, optimisant ainsi la consommation d'énergie.

Les chaudières existent en versions horizontales et verticales. La version verticale est recommandée pour les systèmes de chauffage au sol.

Important à savoir ! Pour chauffer 15 litres d'eau à 60 degrés, il vous faudra une résistance de 1 kW, ce qui prendra 1 heure. Un réservoir de 100 litres atteindra cette température en 3 heures avec une résistance de 3 kW.

Comment fonctionne un chauffe-eau ?

Une chaudière électrique fonctionne en mélangeant un fluide caloporteur froid et un fluide caloporteur chaud. L'eau chaude monte vers le haut, tandis que l'eau froide reste au fond, où elle est chauffée.

Le processus de fonctionnement d'un chauffe-eau est le suivant :

1. Le réservoir de stockage est rempli d'eau par un raccord spécifique. L'orifice d'entrée est équipé d'une soupape de sécurité qui retient le liquide et empêche son reflux.
2. La température souhaitée est réglée sur le thermostat, mais ne dépasse pas 80 degrés.
3. L'élément chauffant s'allume automatiquement et le chauffage de l'eau commence.
4. Le liquide chaud monte et est libéré par le tuyau d'admission situé en haut du réservoir.
5. Le liquide de refroidissement passe par le tuyau d'admission pour rejoindre la canalisation située au sol.

Quelle chaudière choisir ?

Un chauffe-eau électrique à flux continu est pratiquement inadapté aux systèmes de chauffage au sol. Son principal inconvénient réside dans sa consommation énergétique importante.

Le seul système de chauffage au sol adapté est un chauffe-eau à accumulation. Lors du choix de l'élément chauffant, il est important de tenir compte de sa puissance, car celle-ci détermine l'intensité et la rapidité de chauffage du fluide caloporteur, ainsi que son volume.

Attention ! Les appareils d’une puissance de 6 à 10 kW sont spécialement conçus pour une installation avec des systèmes de chauffage. Leur principal inconvénient est leur consommation d’énergie élevée.

Lors du calcul de la puissance d'un appareil électrique, il faut tenir compte du fait que chauffer une surface de 10 mètres carrés nécessite un chauffe-eau d'une puissance de 1 kW. Un modèle domestique de chauffe-eau pour chauffage au sol n'est donc pas adapté. Il convient uniquement aux petits espaces, comme une salle de bain ou des toilettes.

Le deuxième pointUn facteur important à prendre en compte lors de l'achat d'un chauffe-eau est la capacité du réservoir. Plus le volume de liquide chaud est important, moins le chauffe-eau aura besoin d'être allumé, ce qui permettra de préserver les ressources.

Caractéristiques de conception d'un plancher chauffant raccordé à une chaudière

Lors de la conception d'un système de chauffage au sol à partir d'une chaudière, il est nécessaire de prendre en compte :

• Plus la taille du pipeline et le nombre de ramifications sont importants, plus le circuit est long, plus la circulation du liquide sera lente ;
• Puissance de l'élément chauffant : si la température minimale de la pièce chauffée correspond à la puissance de la chaudière, l'efficacité du chauffage du fluide frigorigène risque de diminuer après un certain temps. La solution consiste à acheter un radiateur avec une réserve de puissance de 20 %.

De plus, le système nécessite un entretien constant, notamment le détartrage périodique du réservoir et de l'élément chauffant. Cette opération permet de maintenir les tuyaux du chauffage au sol en bon état et d'en prolonger la durée de vie.

Il est recommandé de raccorder la chaudière dans une salle de bains ou une pièce située à proximité de la pièce chauffée.

Pour améliorer les performances de l'appareil, la structure doit être équipée d'une pompe de circulation.

En suivant tous les points ci-dessus, vous pouvez construire un plancher chauffant qui assurera le chauffage de votre appartement.

Schémas de câblage pour le chauffage au sol et les chaudières

Il existe plusieurs systèmes pour raccorder un chauffage au sol à un chauffe-eau indirect. Examinons les plus simples :

• Une vanne à trois voies est essentielle pour raccorder deux circuits : le système de chauffage au sol et le chauffe-eau. Cette vanne répartit le fluide caloporteur entre les deux. Elle est commandée automatiquement par un thermostat intégré au chauffe-eau. Ce système permet un chauffage rapide de l'eau dans la chaudière, tout en coupant complètement l'alimentation en eau chaude des canalisations du plancher chauffant. Une fois la température de consigne atteinte, la vanne s'active et l'alimentation en eau chaude est rétablie. Ce type de raccordement est adapté à une utilisation continue de la chaudière.

• Avec deux pompes de circulation forcée (option recommandée pour une utilisation intermittente et saisonnière), l'une est installée sur la conduite d'alimentation avant le chauffe-eau et l'autre sur le circuit de plancher chauffant.

Un thermostat alimente la pompe de circulation, qui ne se met en marche que lorsque la température descend en dessous du niveau normal. Le chauffage s'accélère alors et la circulation forcée est activée. Ce système ne comporte pas de vanne à trois voies et le raccordement s'effectue à l'aide de raccords en T.

• L'utilisation d'un collecteur hydraulique est recommandée pour les chaudières d'une capacité de 200 litres ou plus et comportant plusieurs circuits de chauffage. Un système avec collecteur hydraulique simplifie la conception et évite l'installation de pompes sur chaque circuit d'étage. Le collecteur hydraulique garantit une pression de fluide caloporteur égale dans tous les circuits. Cependant, la mise en œuvre de la tuyauterie de cette manière est complexe sans expérience.

Installation et raccordement du plancher chauffant à la chaudière

Pour plus de clarté, examinons comment installer un chauffage au sol à partir d'un chauffe-eau, en utilisant un élément chauffant de 3 kW pour chauffer une surface de 30 m2, avec l'installation d'une vanne à trois voies.

Il vous faudra une chaudière à recirculation équipée de sorties pour le raccordement des tuyaux d'alimentation en eau chaude et froide. Le diamètre recommandé pour ces sorties est de 2,6 centimètres. De plus, vous aurez besoin des outils nécessaires pour faciliter l'installation.

La séquence de construction des planchers chauffants à partir d'un chauffe-eau est la suivante :

• Préparation du support : il doit être nivelé et débarrassé de tout débris.

• Installation du capteur : il doit être fixé au mur ou monté dans un boîtier métallique spécialement conçu à cet effet.

• Recouvrir le périmètre de la pièce avec du ruban amortisseur permettra de préserver l'intégrité de la chape en béton.

• Étanchéité et isolation thermique : le film polyéthylène peut servir de matériau d’étanchéité. Le choix de matériaux d’isolation thermique est vaste, allant de la mousse plastique standard aux tapis en polystyrène à picots.

• Le circuit d'eau peut être installé à l'aide de tuyaux en cuivre, en polyéthylène ou en plastique résistant à la chaleur. Les éléments chauffants sont installés conformément au plan prévu et à l'espacement spécifié. Les tuyaux peuvent être fixés au treillis d'armature posé sur l'isolation thermique à l'aide de colliers de serrage en plastique, ou insérés dans les rainures des panneaux de polystyrène.

• Raccordez le circuit au collecteur de distribution : une extrémité au robinet d’eau froide et l’autre au robinet d’eau chaude.

• La chaudière est raccordée au groupe de distribution par des tuyaux métalliques.

• Installation d'une vanne à trois voies avec tête thermique sur le collecteur pour réguler le niveau de température du plancher chauffant.

• Le raccordement d'une pompe de circulation à un plancher chauffant assure le débit et la pression d'eau requis dans la tuyauterie du plancher.

• L'installation d'un vase d'expansion est indispensable pour évacuer l'eau excédentaire du système de chauffage. Il doit être monté sur le tuyau métallique d'eau froide, près de la sortie de la chaudière. Un purgeur d'air doit être installé en amont.

• Un contrôle des performances du système est effectué afin d'identifier les fuites et les dysfonctionnements potentiels. Un test de pression est réalisé pendant 24 heures sous pression de service.

• Coulage de la chape : le creux du sol est rempli de béton. Cette opération est réalisée sous pression dans les canalisations. La couche de béton doit sécher complètement, ce qui prend environ un mois.

• Pose de la couche de finition : elle ne peut être appliquée que sur une base en béton parfaitement sèche.

Le système d'alimentation en eau ne doit être mis en marche qu'une fois que la chape, ainsi que la colle à carrelage (le cas échéant), sont sèches. La température doit être augmentée progressivement jusqu'à la température de fonctionnement sur plusieurs jours.

Ce système fonctionne en chauffant l'eau dans un réservoir, qui est ensuite distribuée par un collecteur dans le circuit de plancher chauffant. Le fluide frigorigène usagé est renvoyé par un distributeur vers la conduite de retour.

Si la température de l'eau dépasse le niveau requis, la vanne à trois voies coupe automatiquement l'arrivée d'eau chaude et ouvre celle d'eau froide. Le mélange s'effectue dans une chambre spéciale. Lorsque le fluide caloporteur atteint la température souhaitée, la vanne thermostatique ferme l'arrivée d'eau froide.

Le réchauffeur et le collecteur sont équipés de dispositifs de régulation automatique de température indépendants. Le dispositif situé sur le collecteur contrôle le débit du fluide caloporteur dans le système de chauffage au sol, tandis que celui situé sur l'élément chauffant contrôle la température de l'eau.

Il est possible d'installer un chauffage au sol alimenté par un chauffe-eau, aussi bien dans une maison que dans un appartement. L'installation est simple ; il suffit de suivre les instructions. De plus, le faible coût d'installation est un atout majeur, car un chauffe-eau coûte moins cher qu'une chaudière électrique.

Il convient toutefois de noter que le fonctionnement d'un tel système de chauffage engendre une consommation d'énergie importante. Par conséquent, le choix entre un chauffage par radiateur classique et un chauffage au sol alimenté par une chaudière vous appartient entièrement.

Vidéo

Planchers chauffants alimentés par une chaudière électrique

Plancher chauffant alimenté par un chauffe-eau à accumulation