Quel doit être le fluide caloporteur pour les systèmes de chauffage : paramètres du liquide pour radiateurs

Malgré la promotion de méthodes alternatives de chauffage des locaux, dans la grande majorité des cas, le circuit de chauffage liquide constitue la principale source de chaleur. En raison de son économie et de son efficacité, il est optimal dans les conditions des longs hivers caractéristiques de nos latitudes.

L'inconvénient est que l'eau peut geler. C'est pourquoi, en plus de celle-ci, on utilise également un caloporteur antigel pour les systèmes de chauffage, remplaçant l'eau. Dans cet article, nous allons nous familiariser de plus près avec ses principales variétés, examiner leurs avantages considérables et leurs principaux inconvénients.

Et nous vous présenterons également un algorithme de calcul du volume nécessaire de caloporteur pour un système spécifique ainsi que des recommandations pour le choix du type de liquide pour les circuits de chauffage.

Liste des exigences pour le caloporteur

La tâche principale du liquide dans les tuyaux est le transfert de l'énergie thermique de la chaudière aux radiateurs.

Pour que le système de chauffage soit sûr et écoénergétique, le caloporteur doit répondre à un certain nombre d'exigences importantes, notamment :

• protection des tuyaux contre la corrosion ;
• inertie chimique vis-à-vis des joints installés dans la canalisation ;
• gamme de températures de fonctionnement adaptée aux paramètres opérationnels des tuyaux (de la congélation à l'ébullition) ;
• capacité thermique élevée pour accumuler le plus de chaleur possible ;
• capacité minimale à former du tartre ;
• sécurité totale : aucune émission de vapeurs toxiques et résistance maximale aux explosions et au feu ;
• composition chimique stable – le liquide ne doit pas se décomposer ni modifier ses propriétés physiques sous l'effet des températures élevées.

Et maintenant la question principale : quel antigel pour les systèmes de chauffage modernes répond à toutes les exigences ?

La réponse peut décevoir, mais aujourd'hui, un tel liquide n'existe pas dans la nature. Une composition chimique aussi idéale n'a pas encore été créée. Par conséquent, la question du choix de l'option optimale est une tâche très actuelle aujourd'hui.

Quand est-il nécessaire d'utiliser un antigel ?

Avant d'examiner les liquides alternatifs, il ne faut pas négliger l'eau. Si le chauffage est installé dans une maison où les résidents vivent en permanence, l'eau sera l'une des options les plus sûres et les plus fiables.

En tant que fluide caloporteur, elle possède des paramètres optimaux pour la circulation dans les circuits des systèmes de chauffage.

Cependant, en plein hiver, la moindre cristallisation de l'eau peut provoquer un accident grave avec destruction de la canalisation et des composants de l'équipement de chauffage.

S'il s'agit d'une maison de campagne que l'on visite périodiquement, ou si la famille quitte souvent sa demeure le week-end en laissant le chauffage sans surveillance, le fluide caloporteur utilisé doit alors résister à l'intervalle de basses températures caractéristique de la région.

Pour utiliser des compositions chimiques comme vecteur d'énergie thermique, il est nécessaire de préparer les circuits de chauffage. Le système doit être complètement étanche, car le liquide est plus ou moins toxique et inflammable.

Il est interdit d'utiliser des antigels “à l'état pur” dans les circuits de chauffage. Comme les compositions non diluées de liquides antigel sont agressives et susceptibles de favoriser la corrosion, on les dilue avec de l'eau.

Le propriétaire doit tenir compte du fait que le liquide antigel doit être changé périodiquement, ce qui entraîne des dépenses supplémentaires.

Certains modèles d'équipements de chaudière ont des recommandations spécifiques concernant l'utilisation d'un fluide caloporteur d'une marque particulière. Si vous utilisez un liquide de composition différente, vous risquez de perdre la garantie sur la chaudière.

Aperçu des caloporteurs les plus demandés

Pour vous protéger, examinons plus en détail chaque type de fluide caloporteur.

Option #1 – eau avec additifs

Dans 70% des systèmes modernes, on utilise de l'eau, y compris ses compositions modifiées avec des additifs.

Comment expliquer une telle popularité :

• innocuité totale – une fuite ne peut entraîner que des difficultés domestiques ;
• capacité calorifique la plus élevée – environ 1 cal/g°C (chaque litre d'eau peut transmettre plus de chaleur que tout autre liquide) ;
• faible coût et accessibilité – l'eau a un coût minimal par rapport aux compositions antigel. À tout moment, vous pouvez remplir le système d'eau sans dépenses importantes de temps, de travail et d'argent.

Certes, il n'est pas souhaitable de procéder au remplacement de l'eau dans le circuit de chauffage sans raison valable. Lorsqu'elle est chauffée, elle se libère des sels et de l'oxygène.

L'eau qui a bouilli plusieurs fois dans la chaudière n'a plus la composition et la quantité de sels qu'elle avait lors de son remplissage dans le système. Contrairement à une nouvelle portion, elle est pratiquement dépourvue d'oxygène libre.

Il ne faut pas remplacer fréquemment l'eau dans les circuits de chauffage, afin d'éviter le dépôt de tartre sur les parois des tuyaux et la surface intérieure des raccords.

Le revers de la médaille est le suivant :

• La température de congélation est relativement élevée, c'est pourquoi il ne faut pas laisser sans surveillance le système de chauffage à eau (sinon, en gelant et en se dilatant, l'eau pourrait rompre les tuyaux et les radiateurs);
• Les sels contenus dans la composition peuvent provoquer des dépôts sur les tuyaux et les éléments chauffants, ce qui réduit le dégagement de chaleur et le rendement global du système ;
• L'eau est un oxydant, et l'oxygène qu'elle contient peut provoquer la corrosion des éléments métalliques du chauffage, y compris les radiateurs.

On ne peut rien faire contre la température de congélation, mais les autres propriétés négatives peuvent être considérablement réduites. Pour commencer, vous pouvez diminuer la concentration de sels en utilisant un adoucissement. Vous pouvez réduire la quantité de sels bicarbonatés par ébullition.

L'orthophosphate de sodium, que l'on peut acheter en magasin, permet d'adoucir l'eau. Il faut cependant veiller au bon dosage, car un excès de réactifs peut affecter négativement les propriétés thermotechniques de l'eau.

Pour éviter toute confusion avec les dosages, vous pouvez utiliser de l'eau distillée, mais elle coûtera beaucoup plus cher. Vous pouvez désormais ne plus vous soucier de l'entartrage des radiateurs. Pour tricher et économiser, vous pouvez utiliser de l'eau de fonte ou de pluie.

Elle est déjà distillée naturellement. Mais sa pureté ne peut être que partielle. Elle a pu être imprégnée de polluants atmosphériques, mais elle sera toujours bien plus douce que l'eau de puits, de forage ou du robinet.

Afin de préserver l'état technique des tuyaux, des vannes et des équipements, il est préférable d'utiliser un distillat dans le circuit de chauffage. Il est également conseillé d'utiliser de l'eau distillée après une vidange d'urgence et une réparation du système.

Les fabricants proposent de l'eau distillée enrichie en additifs inhibiteurs. Ceux-ci réduisent considérablement le risque de corrosion.

Des agents tensioactifs (surfactants) sont également ajoutés à ce distillat. Leur présence dans l'eau minimise la formation de dépôts sur les surfaces internes des radiateurs.

Les agents tensioactifs provoquent le détachement des dépôts déjà présents (qui sont ensuite évacués du système par le filtre) et réduisent également l'activité chimique de l'eau. En conséquence, tous les joints et garnitures dureront plus longtemps.

Option #2 – antigel non gelant

Même l'eau distillée avec une combinaison optimale d'additifs n'est pas exempte du principal inconvénient : elle gèle à 0 degré Celsius. Un liquide spécial pour radiateurs de chauffage métalliques n'a pas ce défaut et bénéficie en outre d'une température de cristallisation plus basse.

Les basses températures agissent différemment sur l'antigel que sur l'eau. Même si les valeurs minimales de fonctionnement sont dépassées, le liquide ne cristallise pas et ne se dilate pas, mais se transforme en une substance gélatineuse. Ainsi, les tuyaux et les radiateurs sont protégés des déformations et des dommages.

Lorsque la température augmente, la consistance de l'antigel épaissi devient plus liquide, la fluidité augmente, même si à l'état normal elle est inférieure de 15 % à celle de son rival traditionnel – l'eau.

Le caloporteur est proposé en deux variantes : 1 – avec une température de congélation à l'état non dilué de -65° et la deuxième variante à -30°

Le concentré antigel peut être dilué conformément aux instructions du fabricant, en tenant compte des conditions climatiques locales. Pour obtenir un liquide avec un point de congélation de -30°, diluez-le moitié avec de l'eau ; pour -20°, une part d'antigel est mélangée à deux parts d'eau.

La plupart des compositions résistent jusqu'à -65 degrés. Sur la plupart des territoires du nord et de la zone tempérée, la température descend rarement en dessous de -35, c'est pourquoi l'antigel est souvent dilué avec de l'eau distillée, abaissant le seuil à -40.

Les fabricants de solutions de qualité rendent la composition aussi stable que possible, de sorte qu'elle peut durer jusqu'à 5 ans. Après cela, un remplacement complet sera nécessaire.

Pour atteindre ces propriétés, il a fallu sacrifier certains avantages de l'eau :

• Le transfert thermique de l'antigel est inférieur de 15 %, ce qui peut parfois nécessiter l'installation de radiateurs supplémentaires ou de sections;
• peut contenir des substances toxiques, il ne faut donc pas utiliser l'antigel dans les systèmes à double circuit, où la composition pourrait pénétrer dans le circuit d'eau chaude ;
• une fluidité élevée par rapport à l'eau, ce qui nécessite l'utilisation de joints spécifiques capables d'empêcher les fuites ;
• une viscosité accrue, qui nécessitera l'utilisation d'une pompe plus puissante – nous avons examiné ici les recommandations pour le choix de la pompe et un aperçu des dix meilleurs modèles;
• un coefficient de dilatation plus élevé nécessitera l'installation d'un vase d'expansion de plus grand volume.

Lors de l'utilisation de tous types d'antigel, il ne faut pas réaliser le réseau de chauffage avec des tubes galvanisés, car au contact de ceux-ci, l'antigel perd une partie de ses propriétés initiales.

Il faut se rappeler que pour remplir le circuit de chauffage, il faut utiliser une composition spécialement conçue pour les systèmes de chauffage. Le liquide pour moteurs automobiles ne doit pas être utilisé à cette fin.

L'utilisation de liquides antigel comme caloporteurs oblige à apporter des modifications au schéma du système de chauffage. En raison de la viscosité de l'antigel, il transmet plus lentement la chaleur aux appareils de chauffage, il est donc préférable d'augmenter le nombre de sections de radiateurs ou d'acheter des appareils avec une capacité thermique plus élevée.

Il est également nécessaire de réduire la friction dans les canalisations en remplaçant les raccords par des modèles d'une taille supérieure à ceux utilisés dans les circuits d'eau.

Les liquides antigel modernes peuvent être divisés en trois types principaux selon leur composition :

• à base de glycérine ;
• à base de propylène glycol ;
• à base d'éthylène glycol.

Examinons chacun séparément afin de choisir l'option la plus adaptée à l'équipement et aux conditions existants.

Option #3 – antigel à base d'éthylène glycol

L'un des antigels les plus populaires occupe une place de choix sur les étagères des magasins grâce à son prix très abordable en raison de son processus de production simple.

Le liquide contient environ 4 % d'additifs qui empêchent l'éthylène glycol de mousser à haute température. Il contient également des inhibiteurs qui empêchent la corrosion d'attaquer les surfaces métalliques.

En raison de l'agressivité de l'éthylène glycol, le produit est utilisé uniquement sous forme diluée pour protéger l'intérieur des tuyaux et des radiateurs.

L'éthylène glycol est agressif envers les tuyaux, les appareils et les raccords, toxique, mais possède de bonnes propriétés thermiques

Le principal inconvénient de l'éthylène glycol est sa toxicité. Une quantité minimale de cette substance dans le corps humain peut provoquer de graves problèmes de santé. Par conséquent, l'ensemble du système de chauffage doit avoir un degré d'étanchéité très élevé.

Un autre inconvénient de l'utilisation de l'éthylène glycol est le contrôle constant des températures. Si la chaudière chauffe le liquide à une température proche du point d'ébullition, la composition commence à se décomposer avec formation d'un précipité solide et dégagement d'acides, ce qui a un effet destructeur sur tout l'équipement de chauffage.

Cet antigel ne convient qu'aux systèmes où la température peut être maintenue avec précision, mais tous les équipements de chaudière ne sont pas dotés d'une telle capacité.

Option #4 – liquide à base de propylène glycol

Il s'agit d'un antigel plus moderne qui a éliminé certains inconvénients de l'éthylène glycol.

Avantages :

• non toxique – il contient des additifs utilisés dans l'industrie alimentaire ;
• peut être utilisé dans les systèmes à double circuit, car même un mélange accidentel dans le circuit d'eau potable ne nuira pas à la santé humaine ;
• propriétés thermiques plus élevées ;
• durée de vie de 10 ans ;
• agit dans le circuit de chauffage comme un lubrifiant, ce qui réduit la résistance hydraulique dans la canalisation et augmente le rendement du système.

Cependant, un inconvénient n'a pas pu être éliminé : l'incompatibilité avec le zinc. Les additifs spéciaux perdent leurs qualités lorsqu'ils circulent dans des canalisations galvanisées. Un autre inconvénient relatif est un prix deux fois plus élevé.

Option #5 – antigel à base de glycérine

L'antigel à base de glycérine est considéré comme similaire à l'eau, proche d'un ensemble de propriétés idéales, mais il est également critiqué. Les avis divergent, il est donc pertinent d'énoncer tous les points.

Les partisans de la composition à base de glycérine mettent en avant les avantages suivants :

• solution écologique et sûre ;
• large plage de températures de fonctionnement – -30 à +100 ;
• en gelant, il se dilate de manière minimale ;
• non agressif pour les canalisations galvanisées et les radiateurs ;
• coûte moins cher que le propylène glycol ;
• durée de vie de 7 à 10 ans.

La variante à base de glycérine n'est pas explosive et ne brûle pas. Un avantage important est qu'elle n'endommage pratiquement pas les joints.

Des additifs synthétiques ont été introduits dans la composition de l'antigel à base de glycérine, ce qui réduit considérablement l'activité corrosive du liquide.

Parmi ceux qui sont contre ce caloporteur, voici les arguments avancés :

• masse élevée, ce qui entraîne une charge supplémentaire sur les canalisations ;
• absence de normes de qualité pour les mélanges à base de glycérine ;
• en cas de surchauffe et d'évaporation de l'eau, il perd ses propriétés et se transforme en une masse gélatineuse avec des durcissements ;
• moussage excessif ;
• à une température supérieure à 90 degrés, il peut commencer à se décomposer ;
• capacité thermique inférieure par rapport au propylène glycol ;
• en raison d'une viscosité élevée, il contribue à une usure plus rapide de l'équipement.

Il convient de noter que dans certains pays où l'éthylène glycol est interdit, il n'y a même pas de production de caloporteurs à base de glycérine. En raison des contradictions concernant l'utilisation du liquide à base de glycérine, la responsabilité de son utilisation incombe entièrement au propriétaire.

L'antigel à base de glycérine – une option avec de nombreux avantages, mais le coût et la viscosité élevée font réfléchir avant l'achat.

Option #6 – caloporteur pour chaudière à électrodes

Ce type d'équipement doit être mentionné séparément, car les chaudières à électrodes nécessitent un type de caloporteur spécifique. Le liquide est chauffé par ionisation sous l'effet du courant alternatif.

L'antigel doit avoir une composition chimique spécifique qui puisse remplir trois conditions : des valeurs correctes de résistance électrique, de conductivité électrique et d'ionisation.

Les fabricants de chaudières à électrodes donnent leurs propres recommandations strictes concernant l'utilisation de marques spécifiques de fluide caloporteur. Par conséquent, il faut choisir l'antigel avec une attention particulière pour ne pas perdre la garantie.

Chaque modèle de chaudière à électrodes est limité à certaines marques de fluide caloporteur. En cas d'utilisation d'une autre composition, le fabricant se réserve le droit de ne pas honorer les obligations de garantie.

Recommandations pour le choix du produit

Il faut prendre en compte non seulement les caractéristiques des fluides caloporteurs pour le système de chauffage, mais aussi la configuration de l'équipement, afin de rendre le chauffage sûr et efficace.

Si vous avez décidé d'utiliser de l'antigel, examinons les conditions dans lesquelles son utilisation est exclue :

• absence de régulateur de température de chauffage dans la chaudière ;
• lors de l'utilisation de joints en étoupe de lin traitée à l'huile ;
• dans le circuit de chauffage, des tuyaux, radiateurs, robinetterie à surface galvanisée sont utilisés ;
  - système de chauffage de type ouvert

L'évaporation de l'eau du liquide antigel peut modifier ses propriétés, et les vapeurs d'éthylène glycol sont toxiques.

Le respect des règles suivantes permettra aux propriétaires d'éviter un certain nombre de désagréments en cas d'utilisation incorrecte des liquides antigel :

• dans les zones d'étanchéité, il faut enduire l'étoupe de lin de pâte d'étanchéité ;
• les radiateurs sectionnels doivent être démontés pour remplacer le joint par des joints en téflon ou en paronite ;
• ne pas utiliser de purgeurs d'air automatiques (pour évacuer l'excès d'air, il est préférable d'installer les robinets de Maevsky pour un réglage manuel);
• les radiateurs et les tuyaux doivent avoir un volume et un diamètre accrus ;
• présence d'une pompe de circulation de puissance accrue ;
• installer un vase d'expansion à membrane avec un volume accru.

L'antigel est versé dans le système de chauffage uniquement après un rinçage de qualité du circuit de chauffage, pour lequel il est préférable d'utiliser des produits spéciaux. Pour la sécurité de tous les occupants, les experts recommandent d'utiliser du propylène glycol.

La chaudière ne doit pas être immédiatement mise en puissance de pointe après le remplissage du système avec le fluide caloporteur. Il est nécessaire d'augmenter la température par paliers. Cela est nécessaire pour que l'antigel atteigne ses caractéristiques de fonctionnement optimales et se dilate dans les limites normales.

Pour choisir un fluide caloporteur adapté, il faut tenir compte des propriétés des tuyaux, de l'équipement de la chaudière et d'autres facteurs.

Lors de la dilution du liquide avec de l'eau, il ne faut pas laisser la concentration dépasser -20 degrés. Un excès d'eau entraînerait le dépôt de calcaire et modifierait les propriétés de fonctionnement du glycol. Il ne doit être dilué qu'avec de l'eau distillée.

Comment déterminer le volume du caloporteur ?

La méthode la plus simple est d'utiliser un compteur d'eau ou un débitmètre. On en trouve dans presque chaque maison ou appartement avec alimentation en eau centralisée.

Avant de commencer les mesures, le circuit de chauffage doit être complètement vidé. Ensuite, on relève les indications du compteur et on commence à remplir le système avec une faible pression d'eau. Cela est nécessaire pour éviter les poches d'air qui faussent les lectures.

Dès que la canalisation de chauffage est remplie d'eau, il faut relever à nouveau les indications du compteur. Il faut retenir qu'1 mètre cube correspond à 1000 litres, et acheter la quantité de liquide correspondante.

La deuxième méthode est moins pratique, mais efficace lorsqu'il n'y a pas de compteur. Le système rempli est vidé dans un récipient de mesure (un réservoir ou un seau de volume donné). L'essentiel est de ne pas se tromper dans le nombre de seaux.

Une autre méthode est mathématique. On prend comme données de départ les volumes des radiateurs et du vase d'expansion, les diamètres des tuyaux, le volume de l'échangeur de chaleur de la chaudière. En utilisant des formules géométriques et arithmétiques simples, on peut calculer le volume final.

Nous avons examiné des exemples détaillés de calcul de chaque élément du système de chauffage dans nos articles suivants :

• Calcul du volume d'un tuyau : principes de calcul et règles pour effectuer les calculs en litres et en mètres cubes
• Vase d'expansion pour chauffage de type ouvert : structure, fonction, principaux types + conseils pour le calcul du réservoir

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

La vidéo présente l'avis d'un expert sur la question de savoir s'il faut remplacer l'eau par un liquide antigel :

Une analyse détaillée des particularités du remplissage du système de chauffage avec du caloporteur et des recommandations pour un démarrage correct du système dans la vidéo suivante :

Les faits présentés offrent un panorama complet à chaque propriétaire qui choisit son caloporteur. Il saura quel liquide lui convient, quelles conditions sont nécessaires pour son utilisation et comment les créer.

Et quel liquide circule dans votre système de chauffage ? Pourquoi avez-vous choisi ce caloporteur et êtes-vous satisfait de son utilisation ? Partagez votre avis dans la section des commentaires.

Ou vous êtes encore en train de choisir le type de caloporteur et n'avez pas trouvé les réponses à vos questions dans cet article ? Posez vos questions dans les commentaires – nous essaierons de vous aider.