Qu’est-ce que l’équilibrage hydraulique ?
L’équilibrage hydraulique garantit que la bonne quantité d’eau chaude circule dans chaque terminal (radiateurs, ventilo-convecteurs, etc.), en minimisant les pertes par frottement et en tenant compte de la résistance du réseau de distribution. Cela permet au système de chauffage de fonctionner dans toutes les conditions prévues et évite les excès comme les insuffisances d’alimentation.
Sur la base d’un calcul pièce par pièce de la charge thermique et des paramètres de conception propres au générateur de chaleur, le débit d’eau chaude est défini pour chaque local. La résistance étant générée par les vannes thermostatiques de radiateur stratégiquement placées dans le réseau, une bonne compréhension du système de chauffage est nécessaire.
En optimisant la répartition de l’eau dans le système, on assure une distribution homogène de la chaleur. Si le radiateur le plus éloigné de la source reçoit le débit nécessaire, les autres unités sont également alimentées correctement. La pompe peut alors être réglée selon la pression requise.
Sans équilibrage hydraulique, les radiateurs proches de la pompe sont trop chauds tandis que les plus éloignés restent trop froids, empêchant d’atteindre la température souhaitée.
Équilibrage hydraulique avec vannes thermostatiques
Autrefois, les pompes de circulation étaient souvent surdimensionnées ou les températures de départ réglées trop haut pour alimenter le radiateur le plus éloigné. Ces pratiques entraînaient des pertes d’énergie. L’équilibrage hydraulique, réalisé au moyen de vannes thermostatiques réglables, permet de limiter le débit massique et d’éviter une distribution déséquilibrée.
Le rôle des vannes thermostatiques réglables
Une vanne thermostatique comprend une tête et un corps de vanne réglable. La tête contrôle la température ambiante, tandis que le corps de vanne régule le débit réel d’eau vers le radiateur. Leur interaction transforme le système de chauffage en un système à débit variable, capable de s’adapter aux variations extérieures et aux besoins intérieurs, tout en garantissant des conditions de fonctionnement optimales.
Équilibrage hydraulique dynamique
On distingue généralement l’équilibrage statique et l’équilibrage dynamique. Le premier n’agit qu’en charge maximale et peut générer des déséquilibres en charge partielle. Pour exploiter pleinement le potentiel d’économie, il est recommandé d’utiliser l’équilibrage hydraulique dynamique, qui maintient une pression différentielle constante sur les radiateurs, quelles que soient les conditions.
Grâce à des vannes dynamiques ou à des vannes de régulation indépendantes de la pression, les débits sont maintenus en toutes circonstances. Cela permet de réduire la température de retour (en dessous de 55 °C pour l’efficacité des chaudières à condensation) et la consommation électrique de la pompe, optimisant ainsi le rendement global.
L’importance dans les systèmes basse température
L’équilibrage hydraulique est crucial pour tous les systèmes de radiateurs, mais particulièrement pour les systèmes à basse température. Il permet de régler le système aux conditions les plus favorables à la source d’énergie. Avec une chaudière à condensation, des retours plus bas maximisent son efficacité. Avec une pompe à chaleur, un réglage correct des températures de départ et de retour améliore fortement le COP, réduisant la consommation.
Combien peut-on économiser ?
Une étude approfondie menée par l’ITG de Dresde(2) a montré que, dans des immeubles existants équipés de radiateurs, la consommation thermique peut être réduite de 7 à 16 kWh/m². Les économies les plus importantes sont obtenues avec l’équilibrage dynamique. La même étude estime qu’équiper tous les hôtels d’Allemagne d’un tel système permettrait d’économiser 24,2 millions de kWh/an, soit 7 480 tonnes de CO₂.
De plus, l’association européenne eu.bac(3) mentionne une étude de la Technological University de Dublin montrant que l’optimisation de la distribution hydraulique dans les systèmes de chauffage domestiques de l’UE pourrait économiser 22,6 Mtep, dont 53 % grâce à une réduction de la consommation des pompes et 47 % grâce à une réduction de l’énergie thermique consommée.
