Comment connecter une chaudière à combustible solide à un système fermé ?

Les chaudières à combustible solide (comme les chaudières à bois ou à charbon) après une période où elles étaient moins populaires, restent encore relativement répandues. Beaucoup de personnes modernisant leur système de chauffage central - en le transformant en un système fermé plus efficace, et en optant souvent pour l’installation d’une pompe à chaleur ou d’un chauffage au gaz - envisagent cependant de conserver une chaudière à combustible solide comme source de chaleur d’appoint. Les motivations sont diverses, mais généralement, il s’agit simplement d’une précaution face au retour possible d’hivers rigoureux - ce qui est tout à fait logique.

Le problème est souvent l’obligation pour une chaudière à combustible solide de fonctionner dans un système ouvert de chauffage central. Cela constitue une exigence de sécurité, car étant une source de chaleur à forte inertie, l’installation dans un système fermé n’est pas une bonne idée.

➡️ Comment connecter une chaudière à combustible solide à un circuit fermé de chauffage central ?
➡️ Quelles sont les principales différences entre un système ouvert et un système fermé ?
➡️ Pourquoi est-il préférable de laisser une chaudière à bois ou à charbon dans un système ouvert ?
➡️ Qu’est-ce qu’un échangeur de chaleur pour une chaudière à combustible solide et comment le choisir ?

De quoi parle-t-on avec les systèmes ouverts et fermés de chauffage central ?

Un système ouvert est, en résumé, un type de système de chauffage central qui était la norme autrefois - où l’eau circulant dans les tuyaux est en contact avec l’air. Ce contact avec l’air se fait par un vase d’expansion ouvert situé au point le plus élevé du système (généralement dans le grenier, les combles, etc.). Le contact avec l’air favorise la formation de dépôts de calcaire, raison pour laquelle on abandonne aujourd’hui ce type de système au profit de systèmes fermés, qui sont plus sains, conservent leur efficacité plus longtemps et s’entartrent moins rapidement. Les systèmes ouverts ont cependant certains avantages, à savoir qu’ils sont plus sûrs pour les sources de chaleur à forte inertie, comme les chaudières à charbon, à bois, à combustible solide, ainsi que les cheminées avec circuit hydraulique. La modernisation du chauffage dans un bâtiment implique souvent le remplacement d’un ancien système ouvert par un système fermé plus moderne. Les sources de chaleur modernes, telles que les chaudières à gaz ou les pompes à chaleur, ne peuvent fonctionner que dans des systèmes fermés, et leurs fabricants n’offrent pas de garantie pour une utilisation dans un système ouvert.

C’est ici que le problème se pose : comment moderniser un système pour avoir une installation fermée tout en conservant la possibilité de connecter une chaudière à combustible solide ou une cheminée - des sources de chaleur nécessitant un fonctionnement en système ouvert.

Le système fermé est plus sain pour l’installation elle-même et vieillit plus lentement

Un système fermé, parfois appelé sous pression, n’est pas en contact avec l’air, et il ne possède pas de vase d’expansion de type ouvert. Cela le rend plus sain, car les processus de formation de dépôts de calcaire dans l’installation sont minimisés. Cependant, un système fermé sous pression ne devrait pas inclure de chaudières à combustible solide - contrairement aux systèmes ouverts, elles pourraient surchauffer, entraînant une augmentation dangereuse de la pression (sans échappatoire), ce qui pourrait endommager le système. Pendant ce temps, les sources de chaleur plus « délicates » et modernes, comme les chaudières à condensation ou les pompes à chaleur, peuvent fonctionner dans un système fermé, car elles ne présentent aucun risque de surchauffe. Ces appareils sont équipés de capteurs qui protègent le système et s’arrêtent automatiquement dès que la température programmée est atteinte.

• ✅☑️ BLOG : Plus d’informations sur les différences entre les systèmes ouverts et fermés

Les chaudières à bois ou charbon ne peuvent être installées que dans un système ouvert

Une chaudière à combustible solide - donc une chaudière à bois, une chaudière à charbon etc, en raison de ses caractéristiques spécifiques, doit rester dans une installation ouverte équipée d’un vase d’expansion ouvert. L’installation dans un système sous pression fermé est strictement interdite par la loi, sauf si le fabricant de la chaudière indique explicitement d’autres possibilités. Si votre maison est équipée d’une installation fermée, où fonctionnent des radiateurs ou un chauffage au sol, et que vous souhaitez conserver une chaudière à combustible solide pour des situations d’urgence, il faut créer un circuit ouvert plus court où la chaudière pourra être installée. Cette partie de l’installation ouverte devra être reliée à l’installation fermée de manière à permettre le transfert de chaleur de la chaudière vers les radiateurs ou le chauffage au sol. Cela se fait à l’aide d’un échangeur de chaleur.

Connexion d’une chaudière à combustible solide à un système fermé à l’aide d’un échangeur de chaleur

Un échangeur de chaleur à plaques est un petit dispositif constitué d’un paquet de plaques en acier brasées à haute température, doté de deux circuits de flux. Un circuit sera directement relié au circuit ouvert de la chaudière à combustible solide. L’autre sera connecté à l’installation réceptrice fermée et sous pression. Une fois le flux activé des deux côtés, les liquides ne se mélangent pas, mais un échange thermique se produit entre eux.

• ✅☑️ BLOG : Principe de fonctionnement de l’échangeur de chaleur

La connexion d’une chaudière à combustible solide à un système fermé à l’aide d’un échangeur de chaleur n’est pas compliquée, mais elle doit être soigneusement planifiée. Il est également important de bien choisir l’échangeur de chaleur afin qu’il soit adapté à la chaudière à combustible solide.

Échangeur de chaleur Nordic Ba-32-20 1" 125kW

NT Ba-32-20

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Échangeur de chaleur Nordic Ba-32-30 1" 175kW

SK Ba-32-30

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Échangeur de chaleur Nordic Ba-32-40 1" 230kW

NT Ba-32-40

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Ensemble de montage mural pour échangeur de chaleur à plaques - 1" DN25

WSP1"

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Schéma de connexion d'une chaudière à combustible solide via un échangeur de chaleur

Voici un schéma simplifié d’une telle installation, dans laquelle se trouve un échangeur de chaleur à plaques utilisé pour connecter deux circuits – l’un fermé et l’autre ouvert. La connexion de la chaudière via l’échangeur se fait simplement : tout ce qui se trouve à gauche de l’échangeur de chaleur appartient au circuit ouvert, équipé d’un vase d’expansion ouvert comme dispositif de sécurité, où fonctionne la chaudière à combustible solide.

Tout ce qui se trouve à droite de l’échangeur de chaleur fait partie du circuit fermé, qui, dans ce cas, récupère la chaleur.

Le schéma est simplifié – il peut être beaucoup plus complexe. Par exemple, dans la partie fermée à droite, il est possible d’ajouter une source de chaleur supplémentaire adaptée au fonctionnement dans un circuit fermé. Cela pourrait être une pompe à chaleur, une chaudière à gaz, une chaudière électrique, etc.

Éléments du circuit ouvert de chauffage central selon le schéma de connexion :

1. Chaudière à combustible solide | bois | charbon etc
3. Pompe de circulation
6. Vase d'expansion ouvert
4. Échangeur de chaleur à plaques

Éléments du circuit fermé de chauffage central

4. Échangeur de chaleur à plaques
3. Pompe de circulation
5. Circuit récepteur, c’est-à-dire chauffage au sol ou radiateurs

Échangeur à plaques Nordic Ba-16-26 1" 105kW

NT Ba-16-26

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Échangeur de chaleur Nordic Ba-16-34 1" 135kW

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Échangeur de chaleur Nordic Ba-16-40 1" 150kW

NT Ba-16-40

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Isolation de l'échangeur à plaques IZ-Ba-16-40/50/60

FR-IZ-Ba-16-40/50/60

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Choix de l’échangeur de chaleur pour une chaudière à combustible solide

Le bon fonctionnement d’un tel système dépend du choix d’un échangeur de chaleur adapté à la chaudière à combustible solide. L’erreur la plus fréquente (commise même par des professionnels) est de choisir un échangeur trop petit, ce qui empêche de transmettre suffisamment de chaleur au système de chauffage ou provoque même la surchauffe du circuit de la chaudière à combustible solide.

• ✅☑️ BLOG : Quels sont les symptômes d’un échangeur de chaleur trop petit en pratique

Une autre erreur courante est de choisir un échangeur de chaleur avec une puissance exprimée en kW égale à celle de la chaudière. Pourtant, le seul paramètre fiable pour déterminer la performance d’un échangeur à plaques est la surface de ses plaques.

La société Nordic Tec, en tant que fournisseur d’échangeurs de chaleur, recommande de suivre un calcul simple : 0,3 m² de surface des plaques de l’échangeur pour 10 kW de puissance de la chaudière à combustible solide. Cela garantit un fonctionnement efficace pendant des années. Bien sûr, ce ratio a été établi pour les échangeurs à plaques de la marque Nordic Tec et peut légèrement varier pour ceux d’autres marques (les plaques pouvant avoir un coefficient de transfert thermique différent).

Est-il possible d’installer une chaudière à combustible solide dans un circuit fermé ?

Pour les raisons mentionnées ci-dessus, il est préférable d’éviter d’installer des chaudières à combustible solide dans un circuit fermé. La réglementation en vigueur autorise cette possibilité, mais elle est soumise à des conditions supplémentaires, telles que l’installation de dispositifs de sécurité complémentaires. Ces dispositifs incluent, par exemple, une soupape de refroidissement supplémentaire ou un tampon de décharge thermique.

Dans la plupart des cas, il s’avère que la solution la plus simple consiste à installer un échangeur à plaques, à condition qu’il soit correctement dimensionné.

Échangeur de chaleur à plaques Nordic Ba-23-30 3/4" 125kW

NT Ba-23-30

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Échangeur de chaleur à plaques Nordic Ba-23-40 3/4" 165kW

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Ensemble de montage mural pour échangeur de chaleur à plaques - 3/4"

WSP3/4"

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Isolation de l'échangeur de chaleur IZ-Ba-23-40

FR-IZ-Ba-23-40

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