Pompe à eau pour le chauffage : types, caractéristiques techniques et règles de choix

Les phénomènes naturels gravitationnels ne sont pas toujours en mesure d'assurer un niveau suffisant de circulation du liquide de refroidissement, notamment dans les systèmes complexes comportant plusieurs anneaux. Une pompe à eau pour le chauffage des locaux aidera à stimuler le mouvement du liquide de refroidissement. Quel est cet équipement ? Nous examinerons cette question dans notre article.

En plus de la conception et des caractéristiques techniques de la pompe à eau, nous analyserons les types et les caractéristiques de marquage. Nous examinerons également en détail les avantages des équipements de circulation et les paramètres importants qui doivent être pris en compte lors du choix.

Structure générale d'une pompe à eau

La pompe à eau est intégrée au circuit de chauffage pour assurer la circulation du liquide de refroidissement. Par conséquent, de tels systèmes sont appelés chauffage avec circulation forcée.

Il se compose des éléments de base suivants :

• logement avec chambre de travail;
• moteur;
• turbine;
• vis de purge d'air ;
• boîte à bornes.

La boîte à bornes peut être équipée d'équipements mécaniques et électroniques supplémentaires destinés à réguler le mode de fonctionnement du moteur.

La simplicité de l'appareil garantit une grande fiabilité des pompes, grâce à laquelle elles peuvent fonctionner efficacement pendant environ 5 à 10 ans.

Lors du premier démarrage de la pompe de circulation d'eau, vous devez dévisser la vis à air et purger l'air de la zone de travail

Types de pompes pour systèmes de chauffage

Les pompes de circulation modernes sont divisées en deux types principaux : « sèches » et « humides ». Ils diffèrent quelque peu par leur structure interne et leur schéma de fonctionnement, mais le mouvement du liquide qu'ils contiennent est toujours assuré par les processus de circulation dans le système. Certains modèles sont équipés de dispositifs permettant de réguler automatiquement leur fonctionnement.

Option n°1 – appareils de type « sec »

La conception d'une pompe de circulation sèche n'implique pas de contact du liquide de refroidissement avec le rotor. Sa zone de travail est séparée des parties du moteur électrique par des anneaux spéciaux.

Ils sont fabriqués à partir des types de matériaux suivants :

• graphite;
• céramique;
• le carbure de tungstène;
• en acier inoxydable;
• oxyde d'aluminium.

Le principe de fonctionnement d'une pompe « sèche » est de faire tourner une roue dans un environnement de liquide de refroidissement. Le trou d'alimentation en eau est situé au centre de la chambre principale et le système de canaux de sortie est situé en périphérie.

La zone de travail des pompes de circulation « sèches » est reliée au moteur uniquement par un arbre, donc si nécessaire, l'entraînement électrique peut être remplacé

La rotation de la roue de la roue fonctionnelle entraîne l'émergence de forces centrifuges qui déplacent le liquide de refroidissement du centre du boîtier vers ses bords. Ce principe de fonctionnement de la pompe de circulation assure un mouvement constant de l'eau à travers sa chambre interne.

Les caractéristiques positives des équipements de chauffage de type sec sont :

• haut niveau d'efficacité – 70-80%;
• le minimum coup de bélier au démarrage ;
• possibilité de disposition horizontale et verticale du moteur ;
• pomper de grands volumes de liquide de refroidissement en raison de la puissance élevée.

En raison de la combinaison d'efficacité et de bruit, les pompes sèches sont principalement utilisées dans les systèmes de chauffage des bâtiments industriels, administratifs et des grands bâtiments résidentiels.

Par conséquent, les appareils de ce type peuvent présenter les aspects négatifs suivants :

1. Niveau sonore élevé, qui ne permet pas leur utilisation dans les appartements.
2. La nécessité de remplacer les disques d'étanchéité tous les 2-3 ans.
3. Il existe une forte probabilité de fuite de liquide de refroidissement si le joint de la chambre de travail est brisé.
4. La nécessité d'un refroidissement externe du moteur.

En raison de leur poids important, ces équipements sont installés au sol ou suspendus à des supports.

Les éléments de la pompe en porte-à-faux sont fixés sur un châssis et le moteur électrique avec la roue dans le boîtier est relié via une boîte de vitesses

Il existe deux options de conception pour les pompes sèches :

1. Monobloc. Le moteur et le corps métallique de l'appareil sont réunis en une seule structure avec des fixations spécifiques.
2. En porte-à-faux. Un moteur de n'importe quelle puissance peut être fixé au corps de l'équipement à l'aide de supports universels.

Les appareils à circulation « sèche » pour les systèmes de chauffage, avec un entretien approprié, sont plus durables, c'est pourquoi ils remplacent progressivement les modèles à rotor humide du marché.

Option n°2 – pompes avec rotor humide

Le principe de fonctionnement d'un dispositif de circulation à rotor humide est similaire à celui de son homologue de la version « sèche » : lorsque la roue tourne, le liquide de refroidissement fourni au centre se déplace vers la périphérie de la chambre de travail, d'où il est collectés dans les canaux de sortie.

Tous les joints internes d'une pompe « humide » sont statiques et ne sont pas soumis à une usure dynamique, ces modèles sont donc plus fiables et durables

Le rotor de la pompe « humide » est en contact avec le liquide de refroidissement, qui assure également le refroidissement du moteur. De tels appareils ne doivent pas être utilisés en mode sec, car ils surchauffent et grillent rapidement.

Les composants de l'équipement sont généralement situés dans un seul boîtier et forment une structure unique. Ainsi, si des éléments individuels tombent en panne, ils ne sont pas remplacés, mais une nouvelle pompe est achetée.

Le liquide de refroidissement à l'intérieur de la chambre de travail parcourt un chemin plutôt tortueux, de sorte que le niveau sonore de la pompe dépend de la douceur du matériau de la surface intérieure du boîtier.

Avantages d'une unité avec un rotor de type « humide » :

• fonctionnement silencieux ;
• dimensions compactes;
• faible consommation d'énergie (30-50 W) ;
• durée de fonctionnement sans entretien ;
• coût relativement faible;
• facilité d'installation.

Les appareils sont souvent intégrés directement dans la conception des chaudières domestiques, ce qui permet au consommateur de sélectionner plus facilement l'équipement lors de l'installation d'un système de chauffage.

Les appareils de chauffage de ce type présentent également des inconvénients :

• restrictions de conception sur la puissance maximale ;
• faible maintenabilité;
• faible efficacité (40-60 %) ;
• la nécessité d'une localisation strictement horizontale de l'axe du moteur.

En raison de leur faible puissance, les machines de pompage de type « humide » sont principalement utilisées dans les systèmes de chauffage des appartements et des maisons à un étage.

Avantages des appareils de circulation

Jusqu'en 1990, les systèmes de chauffage des bâtiments privés étaient conçus et construits principalement sans pompes.Le liquide de refroidissement se déplaçait dans les canalisations par gravité et sa circulation était assurée par des flux de convection de liquide lorsqu'il était chauffé dans la chaudière. Actuellement, les systèmes avec circulation naturelle, mais pas si souvent.

Les chaudières à combustible solide bon marché sont produites sans pompes intégrées, car le fabricant ne connaît pas les paramètres du circuit de chauffage. Pour de tels systèmes, l'achat d'une pompe à eau est obligatoire.

De nos jours, le mouvement du liquide de refroidissement s'effectue de force à l'aide de pompes à eau, qui présentent de nombreux avantages :

1. Charge réduite sur la chaudière en réduisant la différence de température dans les tuyaux entrants et sortants.
2. Répartition uniforme de la chaleur dans les pièces grâce à la même température du liquide de refroidissement sur toute la longueur des anneaux chauffants.
3. La capacité de réguler rapidement la température du liquide de refroidissement.
4. Chauffage rapide du système de chauffage lors du démarrage d'une chaudière froide.
5. Il n'est pas nécessaire d'installer des canalisations inclinées vers la chaudière, garantissant un mouvement spontané du liquide de refroidissement.
6. Possibilité d'utiliser des tuyaux fins qui occupent peu de place à l'intérieur de l'appartement.
7. La puissance de la pompe permet de créer une pression dans le circuit de chauffage suffisante pour fournir du liquide de refroidissement sur plusieurs étages.
8. Utilisation de vannes d'arrêt sur les boucles individuelles des réseaux de chaleur.
9. Possibilité d'intégrer la pompe dans le système de contrôle automatique de la chaudière.

Présentant de nombreux avantages, les appareils de circulation présentent également deux inconvénients : la dépendance à l'égard de l'alimentation électrique et les coûts supplémentaires pour l'électricité.

Mais les inconvénients sont facilement compensés : l'installation d'une pompe à eau vous permet d'économiser 10 à 20 % de carburant et la part du coût de l'électricité dans les coûts totaux de chauffage n'est que de 3 à 5 %. De plus, en cas de manque fréquent d'électricité, vous pouvez installer un UPS, qui assurera un fonctionnement autonome de la chaudière et de la pompe pendant une certaine période.

Caractéristiques du marquage des équipements

Malheureusement, il n'existe pas d'exigences standardisées pour l'étiquetage des pompes de circulation. Les fabricants choisissent indépendamment une liste de caractéristiques techniques indiquées sur le corps de l'appareil.

Lors de l'achat d'une pompe, vous ne devez pas vous fier uniquement aux marquages. Il est préférable d'ouvrir le manuel d'instructions et d'y lire les spécifications techniques

Le panneau avant affiche généralement les informations suivantes :

• direction du mouvement du liquide de refroidissement ;
• diamètre des tuyaux connectés ;
• pression maximale admissible ;
• fabricant et modèle ;
• température maximale de fonctionnement ;
• degré de protection;
• paramètres de fonctionnement du réseau électrique ;
• marques de conformité aux réglementations techniques nationales.

Les fabricants peuvent fournir d'autres informations à leur discrétion. Les caractéristiques techniques détaillées des appareils sont indiquées dans le mode d'emploi.

Les unités de mesure varient d'un pays à l'autre, les chiffres sur le boîtier peuvent donc être trompeurs. Il est préférable d'ouvrir à nouveau les instructions, où, outre les caractéristiques, leurs unités de mesure sont également indiquées.

Que faut-il rechercher lors du choix d'une pompe ?

Le choix d'une pompe séparée pour le circuit de chauffage doit prendre en compte de nombreux paramètres.

Paramètres techniques de l'équipement

Les équipements de circulation présentent un certain nombre de caractéristiques qu'il est particulièrement important de prendre en compte lors de l'achat.

Ceux-ci inclus:

1. Efficacité – le rapport entre le volume d'électricité consommé et le travail utile effectué pour pomper le liquide de refroidissement.
2. Pression – différence de pression entre les ports de sortie et d’entrée de la pompe.
3. Approvisionnement en eau – le volume maximum de liquide de refroidissement pompé à travers la chambre de travail avec une résistance minimale du circuit de chauffage.
4. Pouvoir la consommation d'électricité.
5. Diamètre du tuyau – valeur nominale de l'équipement connecté.
6. Pression nominale maximale (désigné PN) dans un circuit de fonctionnement à 20 °C, à laquelle le fonctionnement à long terme de l'appareil est toujours garanti pendant la période de garantie.

Ces données sont généralement suffisantes pour confirmer que les caractéristiques techniques de la pompe correspondent aux paramètres du système de chauffage.

Nous avons examiné les critères de sélection plus en détail Dans cet article.

Puissance suffisante de l'appareil

Le choix d'un modèle spécifique d'équipement de circulation est influencé par les caractéristiques techniques, ainsi que par les capacités financières de l'acheteur et les propriétés du système de chauffage. Si vous souhaitez économiser de l'argent, il est important que la puissance de la pompe soit suffisante pour le fonctionnement normal de la chaudière. Après tout, le niveau d'approvisionnement en eau indiqué dans les instructions est toujours nettement supérieur au niveau réel.

Pour déterminer indépendamment l’adéquation de la puissance de l’appareil, trois étapes de calculs doivent être effectuées.

Étape n°1 : déterminer les performances de la pompe

Détermination des performances requises de la pompe à l'aide de la formule.

La puissance de chauffage thermique requise dépend fortement du matériau des murs, de la présence de interstices dans le sol et de l'étanchéité des cadres de fenêtres.

Pour les appartements situés dans des immeubles à plusieurs étages, la puissance thermique de chauffage est supposée être de 75 à 80 W/m². m., pour les maisons - 100-120 W/m². m.La différence de température entre l'entrée et la sortie de la chaudière est généralement de 10 °C.

Il s'avère que pour un appartement de 60 mètres carrés. M. la performance réelle de la pompe de (80*60)/(1,16*10)=414 (l/heure) sera suffisante.

Étape #2 - calculer la valeur de la pression

Déterminer la quantité de pression pour vaincre la résistance hydraulique totale du système à l'aide de la formule.

Chaque vanne d'arrêt possède son propre indicateur de résistance hydraulique, qui est déterminé à l'aide de tableaux spéciaux. Lors du calcul, les valeurs de résistance de tous les éléments du pipeline sont prises en compte

Cette formule nécessite des calculs complexes utilisant des données de référence. Vous pouvez donc utiliser un programme simplifié pour les systèmes de chauffage des maisons et des appartements.

La perte de charge dépend fortement du diamètre des tuyaux, donc lors du choix entre deux tailles possibles, il est préférable de choisir la plus grande.

Selon le calendrier, la perte de pression dans un appartement avec un diamètre de tuyau de 20 mm sera de 70 mm/m, et en tenant compte d'une longueur de tuyau de 50 m - 3,5 mètres. Ce chiffre doit être multiplié par un facteur de 1,3 à 2,2, qui prend en compte la résistance des raccords à pression d'eau.

Scène #3 — déterminer la puissance de la pompe

Détermination de la suffisance de la puissance de la pompe selon le graphique des caractéristiques pression-débit.

Une puissance insuffisante de la pompe à eau entraîne une consommation excessive de gaz dans la chaudière et peut même entraîner des pannes mortelles

Ce planning est indiqué dans la notice d'utilisation, et il est unique pour chaque modèle de pompe. Si le point d'intersection des paramètres calculés ci-dessus est inférieur à la courbe B, alors l'appareil est adapté au système de chauffage, mais s'il est supérieur, ce n'est pas le cas.

Nous avons fourni des recommandations détaillées pour le calcul d'une pompe de circulation avec des exemples spécifiques. dans le prochain article.

Fonctions supplémentaires de l'appareil

Si un mouvement constant du fluide est essentiel pour le système de chauffage, vous pouvez alors installer une paire de pompes situées en série dans le circuit. Le deuxième moteur d'un tel système peut être allumé en cas de puissance insuffisante ou de panne du premier moteur.

Pour automatiser le fonctionnement d'une chaudière avec chauffage à partir d'un circuit de chauffage, vous pouvez utiliser des pompes avec thermostat et minuterie. Le mécanisme intégré garantit que le moteur démarre et s'éteint en fonction de la température du liquide de refroidissement et de l'heure de la journée.

La boîte à bornes peut avoir des boutons de réglage et un panneau indicateur. Les écrans LCD sur les pompes à chaleur sont rarement utilisés en raison de l'intolérance aux températures élevées

Dans les réseaux de chauffage ramifiés, des pompes de circulation avec thermostat et vitesse de rotation réglable en continu peuvent être utilisées. Avec leur aide, la vitesse du liquide de refroidissement est régulée indépendamment dans différentes boucles, en fonction de sa température. Les pompes automatisées sont plusieurs fois plus chères et sont rarement utilisées dans les appartements et les petits immeubles résidentiels.

Le marché propose des modèles avec des structures standard et non standard qui offrent des fonctionnalités supplémentaires. Évaluation des meilleures pompes à chaleur, basée sur les avis d'utilisateurs réels, nous apporté ici.

Autres nuances du choix d'une pompe

Il est important que l'équipement non seulement remplisse sa fonction, mais fonctionne également longtemps, sans gêner les résidents de la maison ou de l'appartement.

Par conséquent, lors du choix d'un appareil, vous devez respecter les règles suivantes :

1. Choisissez des fabricants de pompes renommés : Calpeda, Grundfos, WILO. Le prix de leur équipement est 20 à 40 % plus élevé, mais le risque de panne est bien moindre.
2. Prenez un appareil dont les caractéristiques sont 20 à 30 % supérieures à celles calculées. Cette réserve réduira la charge opérationnelle et augmentera la durée de vie de l'équipement.
3. Faites attention aux dimensions pour que la pompe rentre dans l'espace prévu à cet effet.
4. Le fonctionnement de l'appareil doit être le plus silencieux possible afin de ne pas déranger les résidents la nuit.
5. Il n'est pas nécessaire de s'efforcer d'acheter un modèle dont la puissance dépasse largement les paramètres calculés. Cela n’entraînera qu’une consommation d’énergie excessive, mais aussi un bruit inutile.
6. Choisissez une pompe spécialement conçue pour les systèmes de chauffage, car elle est conçue pour des températures de fonctionnement allant jusqu'à 130-150 °C.
7. Il est souhaitable que l'appareil dispose d'un maillage intégré pour filtrer les particules solides en suspension dans le liquide de refroidissement.

Les caractéristiques de performance de l'équipement doivent nécessairement correspondre aux paramètres du système de chauffage, il est impossible d'économiser là-dessus. De plus, vous n'aurez qu'à payer pour un fabricant fiable, une sécurité accrue du boîtier et un système de contrôle automatique.

La plupart des appareils de circulation de chauffage domestique ne nécessitent aucun réglage. Pour les démarrer, il suffit de connecter les tuyaux au pipeline et de connecter l'appareil au réseau électrique. Nous avons examiné comment installer correctement la pompe dans instructions étape par étape.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Comment choisir une bonne pompe de circulation pour le chauffage :

Équipement de circulation DAB :

Comparaison de deux appareils Grundfos : modèles UPS et Alpha2 :

Il est préférable de coordonner le choix d'une pompe de circulation avec des spécialistes.Si la puissance des équipements pour un appartement standard peut être suggérée par les vendeurs d'un magasin, alors avant d'acheter un appareil de chauffage pour une maison de campagne, vous devrez vous tourner vers des professionnels pour des calculs complexes.

Il ne faut pas oublier que vous ne pouvez pas l'échanger en magasin après avoir commencé à l'utiliser, il est donc préférable d'acheter immédiatement un modèle adapté.

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