Les pertes de charge hydrauliques dans une installation de chauffage ou d’eau chaude sanitaire

2244 Vues 0 Appréciée Publié le: 05/05/2025
 

✅ Phénomène de perte de charge dans une installation hydraulique - par ex. chauffage central ou eau chaude sanitaire

Les pertes de charge sont un phénomène qui se produit dans les installations hydrauliques, c'est-à-dire les installations d'eau - consistant en une perte de pression du fluide circulant à travers les différents éléments du système. Les pertes de charge sont causées par le "frottement" du fluide contre les parois des conduites ainsi que par les changements de direction d'écoulement, les rétrécissements, vannes, coudes, échangeurs de chaleur, ballons de stockage, filtres, répartiteurs, raccords de chauffage central et autres équipements. En bref - la plupart des équipements ou éléments d'installation influencent la baisse progressive de pression causée par le phénomène de perte de charge.

Les pertes de charge en pratique

En pratique, les pertes de charge signifient que la pompe de circulation doit fonctionner avec une puissance suffisante pour surmonter ces résistances et assurer l'écoulement du fluide (le plus souvent de l'eau ou d'un mélange eau-glycol) dans tout le système. Sinon, notre système de chauffage central cessera de fonctionner efficacement et des zones insuffisamment chauffées apparaîtront.

Principales sources de pertes de charge

Chaque élément, y compris un simple tuyau, peut causer certaines pertes de charge, mais leurs principales sources sont par exemple les rétrécissements ou des équipements spécifiques. On ne peut y renoncer si notre système de chauffage doit être fonctionnel, les pertes de charge sont un élément indissociable accompagnant l'écoulement de l'eau. Ses sources les plus importantes sont :

  • longueur et diamètre des tuyaux,
  • rugosité interne des conduites,
  • éléments d'installation : vannes, filtres, répartiteurs, échangeurs de chaleur,
  • changements de direction d'écoulement (par ex. coudes, tés),
  • vitesse d'écoulement.

Des pertes de charge trop élevées peuvent conduire à...

Bien sûr, l'installation doit être conçue pour éviter les rétrécissements inutiles là où ils ne sont pas nécessaires, mais aussi pour ne pas créer un volume d'eau trop important et énergivore. Les installations mal réalisées, avec trop de coudes, changements de direction et rétrécissements peuvent même conduire à :

  • une insuffisance des pompes,
  • une baisse d'efficacité du système de chauffage ou de refroidissement,
  • des problèmes de chauffage inégal (par ex. dans un chauffage au sol).

Pertes de charge - chute de pression et choix d'un échangeur de chaleur

Un autre sujet concerne les chutes de pression prévues lors du choix de certains échangeurs de chaleur, notamment à plaques. Il s'agit bien sûr de déterminer la prévision des pertes de charge pour un échangeur donné (toujours pour une valeur d'écoulement spécifique - car les pertes augmentent avec le débit du fluide). Dans les systèmes plus avancés, les prévisions de chute de pression sont calculées pour sélectionner les pompes - mais dans les systèmes plus simples, souvent dans les maisons individuelles, il n'est pas nécessaire d'être aussi méticuleux. Ce besoin apparaît dans les grands bâtiments.

En principe, il est bon de savoir que des pertes de charge plus importantes sont générées par des échangeurs trop petits par rapport à l'installation. C'est pourquoi un surdimensionnement supplémentaire des échangeurs est une bonne idée, permettant d'éviter une surcharge excessive des pompes.

Problèmes de débit après l’installation de certains appareils

Il arrive parfois qu’après l’installation de certains composants supplémentaires dans un système de chauffage ou de production d’eau chaude sanitaire, des problèmes de pression et, plus généralement, de débit (ou d’absence de débit) apparaissent dans l’installation. La cause en est bien entendu les résistances hydrauliques ainsi générées – toutefois, il convient de considérer que tout appareil autorisé à l’utilisation ne devrait pas les provoquer à un niveau empêchant le bon fonctionnement du système.

Si, après l’installation d’un échangeur de chaleur, d’un séparateur d’impuretés, d’un filtre anticalcaire ou de tout autre appareil, ce phénomène indésirable se produit, il convient toujours de commencer par vérifier le sens de circulation. Certains de ces appareils ont un sens de débit clairement défini, et le non-respect de celui-ci entraînera la présence d’air ou l’obstruction de l’installation. Le symptôme sera une baisse des performances de chauffage du bâtiment.

Certains appareils, tels que les échangeurs de chaleur mentionnés, nécessitent également une position de montage spécifique ; dans le cas d’un échangeur de chaleur à plaques, il s’agit d’une installation en position verticale. Un montage dans une position incorrecte peut bloquer l’ensemble du système et en limiter la fonctionnalité de plusieurs dizaines de pour cent. C’est pourquoi la résolution de ce type de dysfonctionnement devrait toujours commencer par la vérification de la conformité de l’installation des composants montés en dernier.

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