Pression dans le système de chauffage : quelle doit-elle être et comment l'augmenter si elle baisse

Après une chute de pression dans le système de chauffage, un problème survient : la qualité du chauffage des pièces de la maison diminue. Il est bien sûr possible de régler le fonctionnement du chauffage une fois pour longtemps, mais cette période ne sera pas éternelle. Un jour, la pression normale dans le système de chauffage changera, et de manière significative.

Nous allons vous expliquer comment garder sous contrôle les paramètres physiques du fluide caloporteur. Vous apprendrez comment assurer une vitesse stable de déplacement de l'eau chauffée dans la canalisation vers les appareils. Vous comprendrez comment obtenir et maintenir une température confortable dans les pièces.

Dans l'article proposé à votre examen, les causes de la chute de pression dans les systèmes de type fermé et ouvert sont détaillées. Des méthodes de balancement efficaces sont présentées. Les informations mises à votre disposition sont complétées par des schémas, des instructions étape par étape, des photos et des guides vidéo.

Types de pression dans les systèmes de chauffage

En fonction du principe de mouvement du fluide caloporteur dans le conduit du circuit, la pression statique ou dynamique joue le rôle principal dans les systèmes de chauffage.

La pression statique, également appelée pression gravitationnelle, se développe en raison de la force d'attraction de notre planète. Plus l'eau monte dans le circuit, plus son poids exerce une pression sur les parois des tuyaux.

Lorsque le fluide caloporteur s'élève à une hauteur de 10 mètres, la pression statique sera de 1 bar (0,981 atmosphère). Le système de chauffage ouvert est conçu pour la pression statique, sa valeur maximale est d'environ 1,52 bar (1,5 atmosphère).

La pression dynamique dans le circuit de chauffage est développée artificiellement – par l'utilisation d'une pompe électrique. En règle générale, les systèmes de chauffage fermés, dont le circuit est constitué de tuyaux de diamètre nettement inférieur à ceux des systèmes ouverts, sont conçus pour la pression dynamique.

La valeur normale de la pression dynamique dans un système de chauffage de type fermé est de 2,4 bars ou 2,36 atmosphères.

Conséquences de l'instabilité dans les circuits

Une pression insuffisante ou trop élevée dans le circuit thermique est également néfaste. Dans le premier cas, une partie des radiateurs ne chauffera pas efficacement les pièces ; dans le second, l'intégrité du système de chauffage sera compromise et ses éléments individuels tomberont en panne.

Un raccordement correct permettra de connecter la chaudière au circuit de chauffage comme nécessaire pour un fonctionnement de qualité du système thermique.

L'augmentation de la pression dynamique dans la canalisation de chauffage se produit si :

• le fluide caloporteur est trop surchauffé ;
• la section des tuyaux est insuffisante ;
• la chaudière et la canalisation sont entartrées ;
• des poches d'air dans le système ;
• une pompe de surpression trop puissante est installée ;
• un appoint d'eau se produit.

De plus, la pression excessive dans le circuit fermé est causée par un mauvais équilibrage des vannes (système sur-régulé) ou par un dysfonctionnement de certains régulateurs-vannes.

Pour le contrôle des paramètres de fonctionnement dans les circuits de chauffage fermés et pour leur réglage automatique, un groupe de sécurité est installé :

La pression dans le tuyau de chauffage chute pour les raisons suivantes :

• fuite de caloporteur ;
• défaillance de la pompe ;
• rupture de la membrane du vase d'expansion, fissures dans les parois d'un vase d'expansion ordinaire ;
• défaillances du bloc de sécurité ;
• fuite d'eau du système de chauffage vers le circuit d'appoint.

La pression dynamique sera élevée si les cavités des tuyaux et des radiateurs sont obstruées, si les filtres collecteurs sont encrassés. Dans ces situations, la pompe fonctionne avec une charge accrue et l'efficacité du circuit de chauffage diminue. Le résultat standard du dépassement des valeurs de pression est des fuites au niveau des raccords et même la rupture des tuyaux.

Les paramètres de pression seront inférieurs à ceux nécessaires pour un fonctionnement normal si une pompe de puissance insuffisante est installée dans le circuit principal. Elle ne pourra pas déplacer le caloporteur à la vitesse requise, ce qui signifie que l'appareil recevra un fluide de travail quelque peu refroidi.

Un deuxième exemple frappant de chute de pression est le passage obstrué par un robinet. Le signe de ces problèmes est la perte de pression dans un segment individuel de la canalisation situé après l'obstacle au caloporteur.

Étant donné que tous les circuits thermiques sont équipés de dispositifs protégeant contre une pression excessive (au moins une soupape de sécurité), le problème de basse pression se produit beaucoup plus souvent. Examinons les causes de la chute et les moyens d'augmenter la pression, et donc d'améliorer la circulation de l'eau, dans les systèmes de chauffage de type ouvert et fermé.

Pression dans un système de chauffage ouvert

Contrairement à un circuit thermique fermé, un système de chauffage ouvert correctement conçu ne nécessite pas d'équilibrage au fil des années d'exploitation – il est autorégulé. Le fonctionnement de la chaudière et la pression statique assurent une circulation constante de l'eau dans le système.

La densité de l'eau chauffée qui circule dans la colonne montante est inférieure à celle du caloporteur refroidi. L'eau chaude tend à occuper le point le plus haut du circuit, tandis que l'eau refroidie cherche à se trouver au point le plus bas.

La pression nécessaire à la circulation de l'eau est obtenue par la charge dans la colonne montante ou par une pompe de surpression (+)

La pression générée par la colonne d'eau dans la colonne montante favorise la circulation du caloporteur et compense la résistance présente dans la tuyauterie du circuit. Elle est causée par le frottement de l'eau contre la surface intérieure des tuyaux, ainsi que par les résistances locales (coudes et dérivations de la tuyauterie, chaudière, vannes).

D'ailleurs, les tuyaux de diamètre plus grand sont utilisés pour assembler un système de chauffage ouvert précisément dans le but de réduire le frottement.

Pour comprendre comment augmenter la pression dans un système de chauffage ouvert, il faut d'abord comprendre le principe de l'obtention de la charge de circulation dans le circuit thermique.

Sa formule :

R_ts = h • (r_°-r_g),

où :

• R_ts – charge de circulation;
• h – distance verticale entre les centres de la chaudière et du radiateur de chauffage inférieur;
• r_g – densité du caloporteur chauffé;
• r_o – densité du caloporteur refroidi.

La pression statique sera plus élevée si la distance entre les axes centraux de la chaudière et du radiateur le plus proche est aussi grande que possible. En conséquence, l'intensité de la circulation du caloporteur sera plus élevée.

Pour atteindre la pression maximale possible dans le circuit de chauffage, il est nécessaire d'abaisser la chaudière le plus bas possible – dans la cave.

Plus le radiateur est proche de la chaudière sur le circuit de départ, mieux il chauffe. Les régulateurs permettent de répartir la chaleur entre tous les radiateurs du système de chauffage.

La deuxième cause de la chute de pression dans un système de chauffage ouvert est liée à son autorégulation. Lorsque la température de chauffage du caloporteur change, l'intensité de son débit change. En augmentant le chauffage de l'eau pour le circuit thermique pendant les froides journées d'hiver, les propriétaires réduisent fortement sa densité.

Cependant, en passant à travers les radiateurs de chauffage, l'eau cède de la chaleur à l'atmosphère de la pièce, ce qui augmente sa densité. Et selon la formule présentée ci-dessus, une grande différence de densité entre l'eau chaude et l'eau refroidie contribue à augmenter la charge de circulation.

Plus le caloporteur est chauffé et plus les pièces de la maison sont froides, plus la pression dans le système sera élevée. Cependant, une fois que l'atmosphère des pièces s'est réchauffée et que le dégagement de chaleur des radiateurs diminue, la pression dans le système ouvert chute – la différence entre la température de l'eau à l'alimentation et au retour se réduit.

Équilibrage d'un système thermique ouvert à double circuit

Les systèmes de chauffage par gravité sont réalisés avec un ou plusieurs circuits. La longueur horizontale de chaque canalisation en boucle ne doit pas dépasser 30 m.

Mais pour atteindre une pression et une hauteur de charge optimales dans un système à circulation naturelle du fluide caloporteur, il est préférable de réaliser les canalisations encore plus courtes – moins de 25 m. Ainsi, l'eau pourra plus facilement lutter contre la résistance hydraulique. Dans un circuit à plusieurs boucles, en plus de la limitation de longueur, il faut respecter une condition pour les radiateurs de chauffage – le nombre de sections dans toutes les boucles doit être approximativement égal.

Un manque de pression dans un système thermique ouvert à deux circuits est dû à des erreurs de conception ou à une contamination des canalisations (+)

L'équilibrage des boucles horizontales intégrées dans un circuit vertical est nécessaire lors de la conception du système de chauffage. Si la résistance hydraulique d'une boucle est supérieure à celle des autres, la pression statique y sera insuffisante et le débit s'arrêtera pratiquement.

Pour maintenir la pression nécessaire dans un système de chauffage à deux circuits, il faut réduire la section des tuyaux à l'approche des radiateurs. On peut également installer des vannes de thermorégulation (manuelles ou automatiques) devant les radiateurs.

On peut équilibrer un système ouvert à deux circuits de la manière suivante :

• Manuellement. On démarre le système de chauffage, puis on mesure la température ambiante de chaque pièce chauffée. Là où elle est plus élevée, on visse la vanne ; là où elle est plus basse, on dévisse. Pour ajuster l'équilibre thermique, il faudra effectuer des relevés de température et régler les vannes plusieurs fois ;
• À l'aide de vannes thermostatiques. L'équilibrage se fait quasiment tout seul, il suffit de régler la température souhaitée dans chaque pièce sur les poignées des vannes. Chaque appareil gérera lui-même l'alimentation en fluide caloporteur du radiateur, en augmentant ou en réduisant le débit.

Il est particulièrement important que la valeur de la résistance hydraulique totale du système de chauffage (toutes les boucles des circuits) ne dépasse pas la valeur de la pression de circulation. Sinon, le réchauffement du fluide caloporteur et les tentatives d'équilibrage du système n'amélioreront pas la circulation.

Pompe de circulation pour un système thermique ouvert

Il arrive que les mesures d'équilibrage du circuit de chauffage d'un système gravitaire ne donnent aucun effet. Toutes les causes de basse pression ne sont pas résolues par le réglage – le choix d'un diamètre de tuyaux inapproprié ne peut être corrigé sans une reconstruction complète du circuit.

Alors, pour augmenter la pression et améliorer le mouvement de l'eau sans refonte significative du chauffage, une pompe de circulation est installée dans le système, ou un dispositif de surpression. La seule chose que son installation nécessitera est le déplacement du vase d'expansion ou son remplacement par un vase d'expansion à membrane (vase fermé).

En cas de baisse sérieuse de pression, il ne faut pas une pompe de circulation, mais une pompe surpresseur plus puissante. Cependant, les pompes surpresseur ne conviennent pas aux systèmes de chauffage ouverts, car elles développent une pression dynamique importante.

La consommation électrique des pompes de circulation ne dépasse pas 100 W. Il ne faut donc pas craindre qu'elle expulse le fluide caloporteur du circuit.

Le volume d'eau dans le système de chauffage est plus ou moins constant, sous réserve de surveiller le remplissage du circuit ouvert. Ainsi, quelle que soit la quantité d'eau que la pompe de circulation pousse devant elle dans le circuit, la même quantité y revient par le tuyau de retour.

En amenant la pression du système thermique au niveau nécessaire, la pompe permettra de l'allonger, de réduire le diamètre de la canalisation et d'atteindre l'équilibre du circuit malgré une résistance hydraulique élevée.

Pression dans un système de chauffage fermé

L'installation d'une chaudière moderne, surtout à double circuit, est présentée par les vendeurs comme la solution idéale pour le chauffage domestique. Lors d'une installation de qualité d'une nouvelle chaudière, le système fermé à circulation forcée fonctionne correctement pendant plusieurs années, mais un jour, la pression y chute brutalement ou progressivement. Comment trouver la cause de la basse pression dynamique ?

Un système de chauffage fermé nécessite une attention particulière. Une chute ou une augmentation de pression sont également dangereuses pour lui. Se retrouver sans chauffage en hiver – le pire cauchemar d'un propriétaire.

Tout d'abord, on vérifie à la fois la pompe de surpression et la pompe de circulation présente dans le circuit thermique. Cet appareil s'use plus rapidement que la chaudière, le vase d'expansion ou la canalisation, c'est pourquoi son état est vérifié en premier. Il est important de s'assurer que l'alimentation électrique parvient à la pompe « silencieuse » et seulement ensuite de prendre des mesures pour remplacer l'appareil.

De manière générale, il est plus rationnel d'intégrer deux pompes dans le circuit de chauffage dès le départ – l'une dans la conduite principale, l'autre dans le by-pass. Un système de chauffage fermé ne peut pas fonctionner à basse pression dynamique. Par conséquent, une pompe de secours mise en service à temps protégera la maison et la tuyauterie du gel.

Si la pompe est en bon état, la source de la perte de pression se trouve dans la chaudière ou dans le système de tuyauterie. Vous vérifiez la chaudière en dernier, d'abord le circuit de chauffage.

Étapes pour rechercher une fuite de fluide caloporteur

Vous pouvez détecter vous-même les fuites dans le système de chauffage si les tuyaux sont installés à découvert et que vous avez accès aux robinets et à tous les éléments de raccordement. Il faut également retirer le habillage décoratif des radiateurs de chauffage.

Vous devez parcourir tout le circuit thermique avec une lampe de poche, en examinant attentivement chaque raccord, chaque élément du système (y compris le raccordement de la chaudière). Vous recherchez des flaques d'eau, des taches humides sur le sol, des traces d'eau séchée, des coulures de rouille sur les tuyaux, les radiateurs et les vannes d'arrêt.

Vous prenez un petit miroir, vous éclairez avec une lampe de poche et vous examinez le dos de chaque section du radiateur de chauffage. Si les radiateurs sont assemblés, en fonte ou en aluminium, vous devez inspecter les joints entre les sections. La corrosion, les coulures de rouille sont un signe de fuite, même si le sol est sec sous le radiateur.

Il existe des situations où la pression dans le circuit chute lentement, jour après jour. De plus, il n'y a absolument aucune trace visible de fuite sur les éléments du système de chauffage ou sur le sol. Ou plutôt, il y a des fuites et elles sont nombreuses, mais vous n'arrivez pas à les détecter.

L'eau qui fuit s'évapore sur le tuyau, le radiateur ou la surface du sol, c'est-à-dire qu'aucune flaque visible ne se forme. Vous devez identifier les endroits où le fluide caloporteur peut s'écouler, placer dessous des feuilles de papier doux – des serviettes ou du papier toilette feront l'affaire. Après quelques heures, vous vérifiez l'humidité du papier. S'il est mouillé, la fuite se trouve ici.

Le bon fonctionnement du groupe de sécurité de la chaudière ne dépend pas seulement du manomètre, de la soupape de sécurité et du purgeur d'air. Aucun de ses éléments ou raccords démontables ne doit fuir.

Dans une maison équipée d'un système de tuyauterie de chauffage partiellement dissimulé, il est impossible de trouver les fuites soi-même. Il ne reste plus qu'à faire appel à des techniciens de chauffage, qui effectueront la recherche des fuites du circuit thermique à l'aide d'un équipement spécial.

La recherche technique des fuites dans le système de chauffage s'effectue dans un ordre déterminé. Tout d'abord, le fluide caloporteur est vidangé du circuit.

Ensuite, un compresseur est raccordé par un raccord fileté à l'ensemble de la tuyauterie de chauffage ou à ses segments individuels équipés de vannes d'arrêt. En dernier recours, on peut connecter une pompe de voiture à la tuyauterie.

Quelques minutes après le début de l'injection d'air dans le circuit thermique, un son distinct d'air s'échappant se fera entendre aux endroits des fuites. Chaque section du système de chauffage encastrée dans un mur ou un plancher, où une fuite a été détectée par le son, doit être dégagée de la chape de ciment.

Ensuite, la fuite est éliminée en remplaçant le segment de tuyau, en resserrant le raccord avec du chanvre ou du ruban d'étanchéité, ou en démontant et installant une nouvelle robinetterie d'arrêt.

Fluctuations de pression dans la chaudière de chauffage

Notons d'emblée que seul un ingénieur thermicien du service après-vente est capable de déterminer la panne exacte de l'équipement de la chaudière. C'est-à-dire que le propriétaire ne pourra pas identifier par lui-même, et encore moins réparer, une panne grave ayant provoqué une chute de pression dans la chaudière.

Examinons les causes possibles d'une variation lente de la pression sur le manomètre de la chaudière, qui se produit alors que la chaudière semble extérieurement en bon état.

Fissure dans l'échangeur de chaleur. Avec les années d'utilisation, les parois de l'échangeur de chaleur de la chaudière peuvent développer des microfissures. Les causes de leur apparition sont l'usure de l'appareil, l'affaiblissement de la résistance lors des lavages, des épreuves hydrauliques (coup de bélier) ou un défaut de fabrication. Le fluide caloporteur s'écoule à travers elles et la chaudière nécessite un appoint d'eau tous les 3 à 5 jours.

La fuite n'est pas visible visuellement – l'eau s'écoule faiblement, et lorsque le brûleur est allumé, l'humidité accumulée dans la chaudière s'évapore. Le remplacement de l'échangeur de chaleur est nécessaire, plus rarement il peut être ressoudé.

La vanne à trois voies est idéale pour les systèmes de chauffage à plusieurs boucles. Cependant, la capacité de débit d'une telle vanne est étroitement liée à la fréquence à laquelle elle sera nettoyée des impuretés.

La pression augmente à cause du robinet d'appoint ouvert. En raison de la faible pression dynamique dans la chaudière et de la pression plus élevée dans le réseau d'eau, de l'eau « supplémentaire » pénètre dans le système de chauffage par le robinet d'appoint. La pression dans le circuit thermique augmente jusqu'à un point nécessitant sa libération par la soupape de sécurité de la chaudière.

Si la pression dans l'alimentation en eau baisse, le fluide caloporteur du circuit de chauffage empêchera son entrée dans la chaudière, entraînant une diminution de la pression dans le système de chauffage. Un problème similaire se produit lorsque le robinet de remplissage est défectueux. Vous devez soit fermer le robinet, soit le remplacer.

Augmentation de la pression due à la vanne à trois voies. En cas de dysfonctionnement de la vanne installée sur la chaudière à double circuit, l'eau du secteur de chauffage domestique pénètre dans le système de chauffage. La vanne à trois voies nécessite un nettoyage ou un remplacement.

Les indications du manomètre de la chaudière ne changent pas. Si, lors des changements de modes de fonctionnement de la chaudière, avec une augmentation ou une diminution de la température dans le circuit, le manomètre indique la même pression, il est « bloqué ». C'est-à-dire que de la saleté provenant du système de chauffage s'est accumulée dans le manomètre par l'orifice. Le manomètre doit être remplacé.

Basse pression due au vase d'expansion

Avec les chaudières à double circuit dans les systèmes de chauffage fermés, il arrive souvent une situation : lors du démarrage en mode chauffage, la pression augmente brusquement sur le manomètre de la chaudière. Si le circuit est entièrement rempli d'eau, la pression monte jusqu'à 3 bar et la soupape de décharge s'active, évacuant une partie de l'eau.

Le propriétaire éteint le brûleur et attend que l'eau refroidisse. Pendant ce temps, la pression chute au minimum. Ensuite, le propriétaire tente de rallumer la chaudière. Mais l'appareil ne fonctionne pas et émet un signal d'« alarme ». Bien que parfois, il soit possible d'activer le fonctionnement de la chaudière à double circuit si la pression ne baisse pas trop.

La position du vase d'expansion à côté de la chaudière de chauffage s'explique par son importance pour le système thermique. Il faut surveiller attentivement l'état et le bon fonctionnement du vase d'expansion.

Il ne reste plus qu'à essayer d'augmenter la pression en ajoutant de l'eau dans le système en mode « froid » (brûleur éteint) et en atteignant des indications du manomètre à 1,2-1,5 bar. Mais le redémarrage de la chaudière donne le même résultat : la pression augmente ; la vanne de décharge s'active ; l'eau s'écoule ; la pression est au minimum ; la chaudière ne fonctionne pas.

Les causes de ce dysfonctionnement peuvent être multiples. Cependant, une source fréquente du problème est le vase d'expansion. Peu importe où il se trouve – à l'intérieur de la chaudière ou à l'extérieur.

Le vase d'expansion est divisé par une membrane flexible en deux parties. Dans l'une se trouve le fluide caloporteur, dans l'autre le gaz (généralement de l'azote) sous une pression de 1,5 bar. L'eau qui se dilate lorsqu'elle est chauffée et contenue dans le circuit thermique exerce une pression via la membrane sur le compartiment à gaz du vase d'expansion. Pour compenser l'augmentation de pression dans le système, le gaz dans le vase d'expansion se comprime.

Après des années d'utilisation du circuit de chauffage fermé, la valve par laquelle le gaz était injecté dans le vase d'expansion commence à fuir. Il arrive que les propriétaires purgent le gaz eux-mêmes, sans comprendre la fonction de la valve.

Dans tous les cas, le gaz dans le vase d'expansion diminue de plus en plus. Bientôt, le vase d'expansion n'est plus capable de compenser la pression du caloporteur en expansion dans le système, ses valeurs atteignent un maximum.

Le système de chauffage fermé réagira à un défaut du vase d'expansion par une montée et une chute brutales de la pression dynamique.

Voyons comment résoudre le problème du manque de gaz dans le vase d'expansion. Tout d'abord, éteignez la chaudière, si elle est électrique – débranchez-la également du réseau.

Si le vase d'expansion est intégré à la chaudière, vous devez couper l'accès à l'eau dans ses deux circuits (ou un seul). Vidangez complètement l'eau de la chaudière. Si le vase d'expansion se trouve séparément de la chaudière, vous devez isoler sa portion de tuyauterie du réseau général et vidanger l'eau de celle-ci.

Ensuite, prenez une pompe à air de voiture équipée d'un manomètre (le manomètre est indispensable), raccordez-la au raccord de gonflage du vase d'expansion et gonflez-le. De la section bloquée du tuyau (ou de la chaudière si le ballon s'y trouve) de l'eau va sortir – continuez à pomper.

Surveillez le manomètre de la pompe. L'eau a cessé de s'écouler et la pression a atteint 1,2-1,5 bar – arrêtez de pomper de l'air.

Il reste à ouvrir les vannes d'arrêt, à remettre de l'eau dans le circuit jusqu'à 1,2-1,5 bar, puis à allumer la chaudière. Le système de chauffage fonctionnera. Si vous constatez que le problème de pression réapparaît après un certain temps – remplacez le raccord de gonflage du vase d'expansion, il fuit beaucoup.

Notons qu'il peut y avoir un autre problème avec le ballon, plus grave – une rupture de la membrane. Dans ce cas, le gonflage à l'air n'aidera pas, il faudra remplacer le vase d'expansion.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Vidéo #1. Comment effectuer l'équilibrage des radiateurs de chauffage dans un système de chauffage domestique. Rappelons que sans vannes sur chaque radiateur, il est impossible d'équilibrer le système.

Vidéo #2. Recommandations d'un technicien en chauffage pour rétablir la pression de service dans les circuits de chauffage de type fermé. La vidéo explique également la procédure de gonflage du vase d'expansion qui a perdu son gaz « d'usine » :

Un système de chauffage correctement équilibré remplira ses fonctions pendant plusieurs années. Mais un jour, les caractéristiques du caloporteur changeront ou des éléments essentiels du circuit thermique tomberont en panne. Par conséquent, il est nécessaire de surveiller en permanence les indicateurs du caloporteur sur les manomètres afin de réagir rapidement aux variations de pression.

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