Comment fonctionne un plancher chauffant à eau : principe de fonctionnement, différents types de raccordement

Aujourd'hui, le chauffage au sol est très répandu dans les habitations. Il peut servir de chauffage principal ou d'appoint.

Toutefois, pour que ce système fonctionne efficacement, il est important de comprendre le fonctionnement des planchers chauffants à eau et de les installer correctement.

Comment fonctionne un plancher chauffant à eau et comment ça marche ?

Le chauffage au sol est un système fiable et économique qui assure un confort optimal. Grâce à sa conception, la température au sol est toujours supérieure de quelques degrés à celle du plafond.

Le système lui-même est une structure de tuyaux placée entre le sous-plancher et le revêtement de sol fini. Le circuit comprend une conduite d'alimentation et une conduite de retour. La conception peut couler une chape de béton, ou être posé selon la méthode de pose de revêtement de sol.

De plus, la structure est équipée d'un collecteur, lui-même doté de dispositifs de commande. Le chauffage est assuré par la circulation d'un fluide caloporteur chaud dans le circuit, et la circulation de ce fluide est garantie par compte rendu d'une pompe de circulation spéciale.

L'installation d'un système de chauffage hydronique nécessite une autorisation, car il est raccordé au réseau de chauffage central. Le chauffage au sol est généralement installé dans les maisons individuelles ; il est moins fréquent dans les appartements en raison du risque d'inondation pour les voisins du dessous. Vous pouvez également opter pour un système de chauffage par chaudière indépendante.

Le « secteur » d'un plancher chauffant à eau ressemble à ceci :

• base;
• imperméabilisation ;
• couche d'isolation thermique ;
• tuyaux;
• chape en béton ;
• couche de finition.

Attention ! Le diamètre standard des tuyaux est de 16 mm, avec une longueur de circuit admissible de 80 cm et un diamètre de 20 à 120 cm.

L'épaisseur moyenne d'un « gâteau » de fond d'eau varie de 18 à 23 cm.

Le chauffage au sol hydraulique est un système basse température qui chauffe le fluide caloporteur entre 35 et 45 degrés Celsius. Sa puissance dépend de la température du fluide. À 45 degrés Celsius, la puissance est de 140 watts. Par conséquent, pour chauffer une maison uniquement avec un chauffage au sol hydraulique, la surface à chauffer doit couvrir au moins 70 % de la pièce.

Outre son efficacité énergétique, un circuit d'eau rempli de béton conserve la chaleur longtemps. Ses inconvénients résident dans le temps de chauffe important de la couche de béton et dans le poids de sa construction, que tous les sols ne peuvent supporter.

Il existe plusieurs systèmes de raccordement pour le chauffage au sol, et nous examinerons plus en détail les principes de fonctionnement de certains d'entre eux dans cet article.

Comment fonctionne le chauffage au sol en combinaison avec des radiateurs ?

Dans certains cas, le chauffage au sol ne peut être installé qu'en complément d'un radiateur. Ce dernier constitue alors la source de chauffage principale, souvent installé près d'une fenêtre. Le chauffage au sol est installé comme source de chauffage d'appoint, soit au centre de la pièce, soit dans des zones spécifiques.

Avec le revêtement de sol approprié, le système combiné peut être installé dans des pièces de toute fonction et dans des bâtiments de tout nombre d'étages.

L'avantage d'installer un chauffage au sol au rez-de-chaussée est que l'air chaud monte vers le plafond et chauffe non seulement ce niveau, mais aussi celui de l'étage supérieur, où seuls des radiateurs sont installés.

Il existe plusieurs façons de mettre en œuvre ce système. L'une d'elles consiste à installer un raccord en T à l'entrée et à la sortie, avec un radiateur raccordé à une extrémité et un chauffage au sol raccordé à l'autre.

De plus, le chauffage au sol peut être facilement raccordé à un système de radiateurs existant grâce à un thermostat sans fil, ce qui simplifie et accélère à la fois le processus d'installation et le processus de raccordement.

Conception et principe de fonctionnement du système lorsqu'il est raccordé à une chaudière

La chaudière est l'appareil qui chauffe le fluide caloporteur. Lors de l'installation d'un chauffage au sol, elle est inutile si le système est raccordé au réseau de chauffage central.

Un point important à retenir lors de l'utilisation d'un système de chauffage au sol avec une chaudière indépendante est que la température de l'eau ne doit pas dépasser 45 °C en moyenne. Ceci est particulièrement vrai pour une chaudière à gaz, car :

• Il fonctionne efficacement à des températures maximales de 70 à 90 °C, mais lorsque la température baisse, son efficacité diminue et les coûts de carburant augmentent ;
• Si la chaudière fonctionne à des températures plus basses, de la condensation se formera, ce qui réduira sa durée de vie.

Pour éviter ces problèmes, il est recommandé d'acheter une chaudière avec les différences de température requises (à condensation).

Une autre option consiste à installer un chauffage au sol alimenté par une chaudière électrique, mais c'est une solution coûteuse. Les chaudières électriques se déclinent en plusieurs modèles :

1. Avec Ten, le matériel n'est pas cher, mais il tombe souvent en panne.
2. Les résistances chauffantes fonctionnent selon la qualité du fluide caloporteur, et plus précisément selon sa conductivité. Ce type d'appareil nécessite un entretien périodique, notamment le remplacement des électrodes. Pour le mettre en marche, il faut de l'eau potable ou un liquide spécifique, fourni avec l'appareil.
3. Les plaques à induction sont les plus chères, mais aussi les plus économes en énergie. Elles chauffent l'eau rapidement et consomment très peu d'électricité.

Du point de vue de l'efficacité des systèmes de chauffage au sol à eau chaude alimentés par chaudière, les modèles à granulés et à briquettes sont moins performants que les modèles à gaz. Les systèmes à combustibles solides nécessitent un nettoyage constant du foyer (élimination des cendres et des scories). Il existe des chaudières à combustion plus longue, certes plus onéreuses, mais qui nécessitent un remplissage en moyenne une fois par semaine et un nettoyage beaucoup moins fréquent des produits de combustion.

Aujourd'hui, on trouve également sur le marché des modèles de chaudières mixtes ; elles fonctionnent au combustible solide et à l'électricité. Il existe des éléments chauffants automatiquesqui s'éteignent lorsque la température réglée est atteinte, puis se rallument.

Remarque : Les chaudières à combustible liquide sont rarement utilisées dans les systèmes de chauffage au sol, car elles doivent être installées dans une pièce séparée en raison des odeurs et du bruit qu'elles produisent.

Principe de fonctionnement d'un mélangeur (vanne à trois voies et à deux voies)

L'unité de mélange se compose de deux éléments principaux : une pompe de circulation et une vanne de régulation. La pompe assure la circulation du fluide frigorigène, tandis que la vanne régule le débit d'eau chaude afin de maintenir la température de chauffage souhaitée.

L'unité de mélange peut être placée dans l'armoire du collecteur ou dans la chaufferie, sur le peigne.

Il existe deux types d'appareils de mixage :

1. Une vanne de mélange à trois voies sert à mélanger l'eau chaude provenant de la chaudière avec le fluide frigorigène. Équipée d'un servomoteur, elle peut être commandée par un thermostat ou par des régulateurs climatiques. Cette vanne de mélange est considérée comme universelle, malgré plusieurs inconvénients :

• Il est possible que la vanne ouvre l'arrivée de liquide de refroidissement chaud (90 °C) dans le système ; cela peut se produire le plus souvent lors du démarrage de l'appareil, ce qui provoquera l'éclatement des tuyaux ;
• Ce type de vanne a un faible débit, insuffisant pour les planchers chauffants, ce qui affectera le niveau de chauffage du fluide frigorigène.

Cependant, cette unité de mélange n'est pas remplaçable dans les grandes pièces, de plus de 200 m².

2. Une vanne à deux voies est la meilleure option, car elle mélange en continu du liquide de refroidissement froid et ne régule que l'eau provenant de la chaudière. Cela empêche la surchauffe du plancher chauffant et prolonge ainsi sa durée de vie.

Ce modèle est utilisé uniquement sur de petites surfaces – jusqu'à 200 m².

Ce sont les principaux mélangeurs utilisés dans l'installation des planchers chauffants à eau.

Pour votre information! Certaines vannes à trois voies sont dotées d'une fonction thermostatique. Il existe également des modèles avec un actionneur électrothermique et un réglage progressif, idéaux pour le chauffage au sol.

Comment fonctionne le système lorsqu'il est connecté via une unité de mélange à pompe ?

Une autre option pour installer un chauffage au sol dans une maison individuelle consiste à installer un mélangeur-pompe. Celui-ci est monté derrière le radiateur, qui sert de source de chaleur. Un raccordement à une chaudière est également possible.

Un système de chauffage au sol hydraulique avec groupe de mélange fonctionne en mélangeant le fluide caloporteur chaud fourni par la source de chaleur avec les eaux usées froides. L'ensemble du processus se déroule dans le groupe de mélange. Des vannes d'équilibrage permettent de réguler le débit des fluides caloporteur chaud et froid.

Un plancher chauffant à eau avec pompe de brassage est considéré comme l'un des systèmes les plus performants, assurant facilement un confort thermique optimal. Il peut être acheté prêt à l'emploi ou monté soi-même.

variétés de distribution

Le collecteur de distribution est un élément essentiel au bon fonctionnement du chauffage au sol. Il est conçu pour répartir uniformément le fluide caloporteur dans les boucles. Il est muni d'orifices pour l'arrivée d'eau chaude et la récupération de l'eau froide.

Tous les circuits de distribution doivent être équipés de vannes thermostatiques permettant de réguler la température dans chaque boucle de chauffage au sol, ainsi que de régulateurs de débit. Ce dispositif, associé à une sonde de température, permet de maintenir la température ambiante à un niveau prédéfini, en s'adaptant précisément aux variations climatiques extérieures.

Chaque pièce est équipée d'un thermostat qui commande plusieurs actionneurs, un par branche. Certains modèles de thermostats disposent d'une fonction programmable, permettant de régler le mode de fonctionnement souhaité ou les horaires de marche/arrêt du chauffage.

De plus, le collecteur permet à l'air de s'échapper du système par la vanne de purge, et la vanne d'arrêt sert à équilibrer et à évacuer l'eau.

Pour plus de commodité, le collecteur est dissimulé dans une armoire métallique spéciale, installée au mur ou dans une niche.

Installation de planchers chauffants à eau

Avant de travailler sur installation de planchers chauffants à eau Un schéma de pose des canalisations est établi et une liste des matériaux nécessaires est dressée.

Voici les étapes à suivre pour installer un chauffage au sol :

1. Préparation du support : en cas de fissures ou de différences de niveau importantes, il convient de les colmater avec une solution spéciale ou de couler une fine couche de chape rugueuse.
2. Il est recommandé d'installer le coffret collecteur avec tout l'équipement nécessaire avant la pose du revêtement de sol, car ce travail est salissant et générera de la poussière et des débris.
3. Imperméabilisation – la base doit être recouverte d’un matériau imperméable pour la protéger de l’humidité.
4. Pose de ruban amortisseur — il doit être appliqué sur tout le périmètre de la pièce ; il empêchera la structure de se déformer sous l'effet de la chaleur.
5. Isolation thermique : l’épaisseur requise pour une dalle en béton est de 7 à 10 cm. La mousse de polystyrène extrudé est idéale à cet effet. Il existe également des dalles rainurées pour la pose et la fixation des canalisations.

Il existe un matériau d'isolation thermique doté d'une couche de feuille d'aluminium, qui contribue à réfléchir la chaleur dans la direction souhaitée.

La pose des canalisations est l'élément central du chauffage au sol, leur choix doit donc être abordé avec sérieux.

Les tuyaux sont :

• métal-plastique - ils sont difficiles à installer, lourds et leur pliage nécessite un équipement spécial ;
• Le polypropylène possède une conductivité thermique élevée, mais un tel contour nécessite une fixation fiable, car il a tendance à reprendre sa forme originale ;
• L'acier inoxydable ondulé est le plus populaire, facile à installer, avec un degré élevé de conductivité thermique et disponible en différentes tailles ;
• Les modèles en cuivre sont solides et durables, mais ils sont chers et difficiles à installer soi-même ;
• Les polyéthylènes PERT et PRX sont souvent utilisés car le produit est élastique et possède de bonnes caractéristiques de performance.

La pose des canalisations s'effectue selon le schéma prévu (en spirale ou en escargot) et à l'espacement spécifié. Le circuit peut être fixé au treillis d'armature préinstallé à l'aide de colliers de serrage en plastique.

Lors de la pose d'un tapis à picots comme isolation thermique, les tuyaux sont placés entre les rainures et ainsi solidement fixés.

1. Raccordement – ​​les tuyaux doivent être raccordés à l’alimentation et au retour du chauffage au sol.
2. Un test de pression du sol doit être effectué avant le coulage de la chape afin de vérifier l'étanchéité et de garantir un bon fonctionnement. Ce test est réalisé sous pression élevée pendant 24 heures.
3. Le coulage de la chape – son épaisseur dépend du diamètre des tuyaux et est en moyenne de 5 à 7 cm – nécessite une pression dans les tuyaux lors du coulage du béton.

• Activation initiale de la chape : Ne mettez pas le système en marche tant que le mélange de béton n’est pas complètement sec, ce qui prendra environ un mois. Pour éviter la fissuration de la chape, la température doit être augmentée progressivement, en commençant par 20 °C et en augmentant de 3 à 4 °C par jour jusqu’à atteindre la température de fonctionnement.
• Le revêtement de sol peut être réalisé dans n'importe quel matériau, pourvu qu'il soit compatible avec le système de chauffage. Le chauffage au sol est particulièrement adapté aux carreaux de céramique.

Attention ! Lors de la pose d'un plancher à sec, le processus de construction consiste à installer des solives en bois, des lattes fixées en travers de celles-ci et des tuyaux posés entre elles.

Fabricants de composants populaires

Lors de l'installation d'un chauffage au sol hydraulique, le choix des composants est aisé, car la plupart des fabricants de ces systèmes proposent également des accessoires. De plus, certains fabricants produisent désormais des unités de mélange, ce qui permet de se passer d'une pompe de circulation séparée.

Parmi les fabricants les plus fiables de tuyaux en polymère d'une durée de vie supérieure à 50 ans, on trouve :

• «Valtec»;
• "De Dietrich";
• «Acv»;
• «Ctc»;
• "Buderus".

De plus, ces entreprises produisent des panneaux de commande qui permettent de surveiller le fonctionnement du système depuis n'importe quel endroit de la maison.

En conclusion, on peut affirmer que le chauffage au sol hydraulique est plus efficace que les autres systèmes de chauffage. En effet, l'énergie n'est pas gaspillée à chauffer l'air sous le plafond.

Si vous décidez d'installer un chauffage au sol, étudiez attentivement tous les schémas d'installation possibles pour ces systèmes, ainsi que le fonctionnement des planchers chauffants hydrauliques dans un appartement ou une maison, afin de choisir la meilleure option pour vous.

Tutoriels vidéo