La figure 1 montre la disposition de la tuyauterie pour une installation réelle. Il utilise deux chaudières, allumées par étapes, pour alimenter trois zones d'un bâtiment. L'une de ces zones est subdivisée en trois zones. Les deux autres zones sont gérées par des circulateurs de zone individuels. Le « circulateur primaire » fonctionne chaque fois qu'un circuit de charge est activé. Tous les circulateurs sont à vitesse fixe. Il y a un robinet à tournant sphérique partiellement fermé à la fin de la « boucle primaire ».
Lorsque l’un des trois circuits de charge est activé, il y a une migration de chaleur vers les deux autres circuits de charge. La salle mécanique où se trouvent les chaudières est également très chaude, même lorsqu'une seule chaudière fonctionne. Pouvez-vous repérer plusieurs erreurs dans ce tracé de tuyauterie et proposer des modifications qui permettraient de les corriger ?
FIGURE 1
Dessin gracieuseté de John Siegenthaler
Qu'est-ce qui ne va pas?
Ce système n'est ni une configuration primaire/secondaire ni une configuration 2 tubes. C'est une transformation indéfinie des deux. Étant donné que le « circulateur primaire » fonctionne chaque fois que l'une des charges est activée, il crée une chute de pression à travers le robinet à tournant sphérique partiellement fermé. La tuyauterie en amont de cette vanne est à une pression plus élevée que la tuyauterie en aval de la vanne. Ce « ∆P » induit un débit lent mais persistant à travers les zones inactives, même lorsque les circulateurs de ces zones sont éteints.
Le système est également canalisé pour permettre le passage à travers les deux chaudières chaque fois qu'une ou plusieurs charges sont actives. Lorsqu'une chaudière est allumée et l'autre éteinte, le flux d'eau chauffée à travers la chaudière non alimentée crée une perte de chaleur à travers l'enveloppe de la chaudière et chauffe inutilement la salle mécanique. Cette perte de chaleur réduit également légèrement la température de l'eau d'alimentation des circuits de charge. Et, si ces deux problèmes ne sont pas assez problématiques, il y aura également un flux d'air par convection à travers la chaudière non allumée transportant la chaleur vers la cheminée.
La solution consiste à doter chaque chaudière de son propre circulateur qui ne fonctionne que lorsque cette chaudière est en marche. Assurez-vous également d'inclure deux clapets anti-retour (soit intégrés à chaque circulateur de chaudière, soit en tant que composants séparés). Ces contrôles empêchent le flux inverse à travers une chaudière inactive lorsque l'autre circulateur de chaudière est en marche.
D'autres détails manquants ou incorrects incluent :
- Placer le séparateur d'air lorsqu'il reçoit uniquement du flux à travers la chaudière 1.
- Raccorder le vase d'expansion à proximité du côté refoulement du circulateur primaire (par exemple sans pomper).
- Ne pas avoir de vannes de purge dans chaque circuit de charge.
- Manque de détails pour assurer la séparation hydraulique des circulateurs.
- Avoir l'entrée des circulateurs de charge très près des tés du collecteur (il faut toujours prévoir un minimum de 12 diamètres de tuyaux droits en amont des entrées des circulateurs).
- Pas de soupape de surpression sur la chaudière 1.
- Aucune disposition pour vidanger l'une ou l'autre des chaudières si jamais nécessaire.
Le correctif :
La figure 2 montre une façon de corriger ces problèmes.
FIGURE 2
Dessin gracieuseté de John Siegenthaler
Cette tuyauterie est basée sur un séparateur hydraulique entre la partie production de chaleur du système et les charges. En plus de son rôle premier de séparation hydraulique, cet appareil assure également la séparation de l'air et des saletés. L'utilisation de collecteurs « courts et gros » permet également d'assurer une bonne séparation hydraulique de tous les circulateurs. Le débit vers les charges alimentées par les sous-circuits équipés de vannes de zone est assuré par un circulateur à pression régulée à vitesse variable.
Les vannes de zone ont également été déplacées du côté alimentation des sous-circuits pour aider à empêcher la migration thermique dans les circuits désactivés. Des vannes de purge ont été ajoutées. Le vase d'expansion se connecte à proximité du séparateur hydraulique, ce qui maintient la pression au sein de ce dernier très stable quels que soient les circulateurs en fonctionnement. Les circulateurs pour la charge 2 et la charge basse 3 sont tous deux dotés de clapets anti-retour internes pour empêcher la migration de chaleur vers l'avant et empêcher le flux inverse. Les deux chaudières sont équipées de soupapes de surpression et de soupapes de vidange.