1J-M R. D-BTP

L’ÉQUILIBRAGE

HYDRAULIQUE

2006

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Rôle

Notions

Risques encourus

Généralité sur les méthodes d’équilibrage

Méthode des débits

Méthode des températures

Méthode compensée

Estimation des économies à attendre d’un bon équilibrage

Utilisation du mesureur de débit

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Notions

90 °C

60 °C

Δθ = 30 K

• Le Δθ est grand

75°C

• La température émetteur est faible

puissance

• La puissance est insuffisante

Cet émetteur est sous-alimenté :

débit

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Notions

90 °C

80 °C

Δθ = 10 K

• Le Δθ est faible

85°C

• La température émetteur est élevée

puissance

• La puissance est excessive

Cet émetteur est suralimenté :

débit

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Notions

Cet émetteur est correctement alimenté :

90 °C

70 °C

débit

Δθ = 20 K

• Le Δθ est correct

80°C

• La température émetteur correcte

puissance

• La puissance est correcte

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Rôle

Équilibrer une installation hydraulique permet de répartir correctement le fluide, afin d ’obtenir le débit souhaité dans chaque récepteurs. Donc d ’obtenir les températures souhaitées dans chaque pièce.

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Risques encourus

Les risques encourus sont avant tout d’ordres économiques et de manque de confort.

En effet, sans l’équilibrage des différents circuits, des réseaux favorisés peuvent se trouver suralimentés, réduisant ainsi les débits disponibles pour d’autres circuits.

Il conviendra donc d’équilibrer chaque circuit en ne lui distribuant que le juste débit nécessaire à assurer les besoins en énergie.

Pour assurer cette opération d’équilibrage nous limiterons donc les débits dans les réseaux par « bridage ».

Pour assurer l’efficacité de cette opération, elle doit être réalisée avec méthode en respectant certaines procédures.

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Généralité sur les méthodes d’équilibrage

Pour ce faire il faudra créer des pertes de charges sur les radiateurs les plus favorisé (les plus près de la chaudière).

Il faut que les pertes de charges au débit nominal soient égales sur chaque réseau de radiateur pris individuellement depuis la chaudière.

Pour que les radiateurs émettent dans les conditions de calcul il faut que les température moyennes de chaque radiateurs soit identiques.

Les différences températures entre l’aller et le retour doivent être identiques.

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Généralité

Soit l’installation de chauffage avec distribution en bi-tube suivante :

R1 R3R2

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Généralité

Le circulateur a été calculé par rapport à la somme des pertes de charge du réseau le plus défavorisé ( boucle de R3).

R1 R3R2

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Généralité

L’eau préférant le chemin le plus facile, passera en priorité par R1. C’est a dire le circuit qui a le moins de pertes de charges.

R1 R3R2

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Généralité

L’eau préférant le chemin le plus facile, passera en priorité par R1. C’est a dire le circuit qui a le moins de pertes de charges.

Ainsi que par R2

R1 R3R2

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Généralité

Il va donc falloir créer des pertes de charges supplémentaires sur les circuits de R1 et de R2, en y ajoutant des organes de réglage qui permettront d’augmenter les pertes de charges des tronçons.

R1 R3R2

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Généralité

Plus la boucle est favorisée, plus il faudra « fermer »* l’organe de réglage.

* lors du réglage de cet organe, nous partons de la fermeture complète de celui-ci. Donc, en fait, il faudra plutôt « moins l’ouvrir ».

R1 R3R2

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Généralité

L’équilibrage terminé, on obtient les débits souhaités dans les différentes boucles.

R1 R3R2

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Généralité

Bien que théoriquement inutile, il sera toujours installé un organe d’équilibrage sur la boucle la plus défavorisée (R3), afin de pouvoir en ajuster le débit et souvent, d’isoler le radiateur.

R1 R3R2

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Généralité

Le montage d’une boucle de TICKELMAN permet de simplifier l’équilibrage hydraulique d’une installation.

R1 R3R2

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Généralité

R1 R3R2

Le montage d’une boucle de TICKELMAN permet de simplifier l’équilibrage hydraulique d’une installation.

19

Généralité

R1 R3R2

Le montage d’une boucle de TICKELMAN permet de simplifier l’équilibrage hydraulique d’une installation.

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Généralité

R1 R3R2

Par exemple, la boucle R1 sera la plus favorisée sur le circuit « départ »,

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Généralité

R1 R3R2

mais la plus défavorisée sur le circuit « retour ».

22

Généralité

Aucune des boucles sera plus ou moins favorisée que les autres

R1 R3R2

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R1 R3R2

Méthode des températures

La température d’arrivée d’eau à chaque radiateur est identique à la température de départ chaudière.

Si les radiateurs sont correctement irrigués, l’écart de température sera identique.

80°C

80°C

80°C

80°C

18 K 18 K 18 K

Les températures retour radiateurs devraient donc être identiques.

62°C

62°C

62°C

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R1 R3R2

Mais en réalité les températures de retour ne sont pas identiques.

Ceci provient d’écarts de températures différents.

12 K 15 K 22 K

Ces écarts sont dus à une mauvaise irrigation.

Conséquence d’un déséquilibre hydraulique.

Méthode des températures

80°C

80°C

80°C

80°C

68°C

58°C

65°C

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R1 R3R2

Pour remédier à ce déséquilibre hydraulique il faudra mettre en place des vannes d’équilibrage.

Et les régler pour diminuer plus ou moins les débits.

Méthode des températures

80°C

80°C

80°C

80°C

12 K 15 K 22 K

68°C

58°C

65°C

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R1 R3R2

Méthode des températures

Suite à ce réglage, les débits dans chaque boucle sont corrigés.

Les écarts de températures seront identiques sur chaque émetteur.

20 K 20 K 20 K

Les températures retour radiateurs seront identiques.

80°C

80°C

80°C

80°C

60°C

60°C

60°C

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R1 R3R2

Méthode des températures

En résumé, pour équilibrer les boucles, il suffit de jouer sur les vannes de réglage

Afin d’obtenir des températures de retour identiques sur chaque émetteur.

60°C

60°C

60°C

20 K 20 K 20 K

On s’assure ainsi indirectement que les écarts de températures sont identiques et donc que les débits sont corrects.

80°C

80°C

80°C

80°C

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Méthode des températures

Attention, le fait de modifier un réglage, occasionne une variation de débit dans les autres boucles !!

L’équilibrage d’une installation sera donc une opération longue et fastidieuse...

R1 R3R2

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R1 R3R2

Méthode des débits

Le bridage d’une vanne réduit le débit dans le circuit de celle-ci mais augmente le débit dans les autres circuits.

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R1 R3R2

Méthode des débits

Repérer le circuit le plus défavorisé (ici R3)

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R1 R3R2

Méthode des débits

Établir les débits souhaités pour chaque émetteur

80 L/h 40 L/h 100 L/h

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R1 R3R2

Méthode des débits

120 L/h 40 L/h

Nous avons 60 L/h de débit sur l’émetteur le plus défavorisé, soit 60 % du débit souhaité.

80 L/h 40 L/h 100 L/h

60 L/h

Mesurer les débits aux organes d’équilibrage.

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R1 R3R2

Méthode des débits

Réglage 1 :

Action sur la vanne d’équilibrage de R2

- 40 L/h souhaité * 60 % * 1,1(coefficient) = 26 L/h

- les débits dans R1 et R3 augmentent

80 L/h 40 L/h 100 L/h

124 L/h 26 L/h 70 L/h

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R1 R3R2

Méthode des débits

Réglage 2 :

Action sur la vanne d’équilibrage de R1

- 80 L/h souhaité

- les débits dans R2 et R3 augmentent

80 L/h 40 L/h 100 L/h

86 L/h 44 L/h 106 L/h

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R1 R3R2

Méthode des débits

En fin d’opération, les circuits ne sont pas forcément réglés au bon débit mais se trouvent tous dans la même situation excessive ou insuffisante

80 L/h 40 L/h 100 L/h

86 L/h 44 L/h 106 L/h

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R1 R3R2

Méthode des débits

Nous pourrons ajuster le débit de l’ensemble du réseau en intercalant entre le réseau radiateurs et le retour chaudière une vanne d’équilibrage dite « générale » qui aura pour rôle de réduire proportionnellement les débits dans tous les émetteurs de la colonne concernée.

80 L/h 40 L/h 100 L/h

86 L/h 44 L/h 106 L/h

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R1 R3R2

Méthode compensée

Nous règlerons la vanne de référence pour le débit souhaité R3, nous règlerons ensuite le débit R2 ajustant éventuellement avec la vanne de compensation, nous procéderons de manière identique pour R1.

VRefVComp

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Utilisation du mesureur de débit

R1 R3R2

220 L/h

40 L/h 60 L/h120 L/h

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Estimation des économies à attendre d’un bon équilibrage

Supposons qu’un enregistrement de ait permis d’estimer les températures niveau par niveau suivantes : R.d.C. : 21°C, 1er étage : 22°C, 2ème étage : 23°C, 3ème étage :19°C

L’économie d’énergie due à un équilibrage parfait peut être estimée à :

NIVEAUPART DES

CONSOMMATIONS %

(Proportion de déperdition)

VARIATION DE LA TEMPÉRATURE

INTÉRIEURE / 20°C

% DE LA VARIATION DE CONSOMMATION

DU NIVEAU / °C

% DE LA VARIATION DE CONSOMMATION

DU LOCAL

R.d.C. 25 % - 1 K - 7 % - 1,75 %

1er étage 20 % - 2 K - 14 % - 2,8 %

2ème étage 20 % - 3 K - 21 % - 4,2 %

3ème étage 35 % + 1 K + 7 % + 2,5 %

BILAN - 6 %- 6 %

Sur ce résultat idéal, on appliquera un coefficient de réussite (c) selon le principe d’équilibrage utilisé. (ex: Mesure des débits c = 0,8 ; Mesure des c = 0,7 )