Déflecteur pour conduit de fumée de chaudière à gaz : exigences d'installation et règles de montage

Quel que soit le type de combustible, le conduit de fumée est une partie obligatoire du système de chauffage. De sa bonne conception dépend la chaleur de votre maison.

Le gaz est un type de combustible particulier car il n'est pas sûr, c'est pourquoi beaucoup se demandent : un déflecteur est-il nécessaire sur le conduit de fumée d'une chaudière à gaz et cette solution est-elle correcte ? Essayons de comprendre cette question complexe dans notre article.

Types populaires d'amplificateurs de tirage

Dans leur conception moderne, on trouve différents types de déflecteurs, ce qui permet de choisir un modèle pour une maison de n'importe quel style architectural.

Ces appareils diffèrent structurellement :

• par un dessus plat ;
• par deux pentes ;
• par un couvercle semi-circulaire ;
• par un sommet basculant.

Chacun présente certains avantages : le couvercle ouvrant du déflecteur permet de contrôler le processus d'évacuation des produits de combustion.

Comme élément décoratif pour un toit de style moderne, un dessus plat convient parfaitement, la meilleure protection contre les intempéries est un mini-toit à deux pentes. Le matériau principal utilisé pour leur fabrication est le métal galvanisé, parfois recouvert d'une couche de plastique ou émaillé.

Qu'est-ce qu'un déflecteur ?

Un vent fort peut perturber le fonctionnement stable de la chaudière à gaz. Dans ces conditions, l'automatisme se déclenche souvent et la chaudière s'éteint. Les produits de combustion d'une chaudière à gaz, s'ils ne sont pas évacués efficacement, présentent une menace non seulement pour la santé mais aussi pour la vie des personnes.

Pour renforcer le tirage en optimisant les flux d'air, on utilise des stabilisateurs de tirage ou des déflecteurs. Son nom se traduit par réflecteur, dispositif de déviation. Son fonctionnement fait appel à l'effet Bernoulli, basé sur la baisse de pression lors du contournement d'un obstacle par le flux d'air. Il dévie les masses d'air, augmentant la force du flux principal de la cheminée.

Le conduit de fumée d'une chaudière à gaz équipé d'un déflecteur ne s'éteindra pas lors de fortes rafales de vent. La conception devient plus efficace, car la force de tirage augmente jusqu'à 20 %.

L'amplificateur de tirage fonctionne efficacement par toute force de vent et même lors de fortes rafales ; en sa présence, le renversement du tirage ne se produit pas. Mais en l'absence totale de vent, ce dispositif aérodynamique joue le rôle d'un parapluie et reste pratiquement inactif, et diminue parfois le tirage. Pour cette raison, de nombreux spécialistes déconseillent d'installer des déflecteurs sur les conduits de gaz.

Malgré les exigences élevées pour le déflecteur installé sur le conduit de fumée d'une chaudière à gaz, dans certains cas, c'est la seule solution au problème. Si cet appareil n'est pas prévu dans le projet, il est impératif de coordonner son installation avec les techniciens du gaz. Ce n'est qu'après avoir rempli cette condition que vous pouvez procéder au montage du déflecteur.

Selon les spécificités du dispositif et le principe de fonctionnement qui y est lié, les déflecteurs sont divisés en les types suivants :

Conception du déflecteur

Le déflecteur empêche la pénétration du flux d'air direct dans la cheminée.

Dans sa conception standard, il se compose de 3 parties :

1. Du cylindre supérieur (diffuseur), élargi en bas. Il est fixé à la partie inférieure à l'aide de supports spéciaux.
2. Du godet inférieur en métal, céramique ou amiante-ciment.
3. Du capuchon en forme de parapluie conique.

La partie supérieure et le cylindre inférieur sont équipés de déflecteurs annulaires qui dévient le flux d'air. Dans certains modèles, l'élément supérieur est absent. Alors, on installe le cylindre inférieur sur le tuyau, puis viennent le diffuseur et les capuchons — direct et inversé.

L'appareil fonctionne selon un principe simple :

• les parois du cylindre situé en haut reçoivent l'impact du vent et dirigent le flux d'air en contournant ;
• grâce au glissement de certaines masses d'air à la surface et à leur montée vers le haut, il se produit une aspiration des gaz provenant de la cheminée.

Le tirage s'intensifie par vent de toute direction, sauf horizontale. Dans ce dernier cas, des tourbillons d'air se forment à l'intérieur de l'appareil, bloquant les voies de sortie de la fumée. Ce défaut majeur est éliminé en ajoutant un élément supplémentaire — un cône inversé.

Structurellement, le déflecteur se compose d'un diffuseur (2) avec un cadre (3), installé sur un tuyau (1). Ces éléments sont placés dans une enveloppe (4). Au-dessus du diffuseur se trouve un parapluie (5) avec une isolation thermique (6) et un écran (7). Un filtre remplaçable (10) est monté sur des supports (9) et fixé par des boulons (11).

Le cône inversé est installé sous le capuchon. La fonction du déflecteur est d'assurer l'évacuation des flux d'air vers l'extérieur en les fragmentant.

Caractéristiques des modèles populaires

Les modèles de déflecteurs diffèrent tant par leurs dimensions que par leur sensibilité au vent. Les modèles les plus populaires sont : TSAGI, Khanjenkova, Volpert-Grigorovitch, « Dent de fumée », « Capuchon » alias « Filet », « Shenard ». Le premier de ces modèles a été développé à l'Institut aérodynamique Joukovski.

Le plus souvent, le TsAGI est utilisé dans les systèmes de ventilation en raison des difficultés rencontrées lors du nettoyage de la suie. Le deuxième modèle est essentiellement le même TsAGI, mais quelque peu perfectionné par l'inventeur. Il s'agit en fait d'un cylindre supplémentaire autour du tuyau avec un couvercle en forme de parapluie enfoncé à l'intérieur du cylindre à une certaine distance.

Le déflecteur TSAGI est le plus souvent choisi par les propriétaires. Il a une forme cylindrique. L'appareil est fabriqué en acier galvanisé ou inoxydable.

Le déflecteur Volpert-Grigorovitch a fait ses preuves en tant qu'amplificateur de tirage sur les conduits de fumée. Il fonctionne efficacement dans les régions où les vents de basse altitude sont prédominants. La construction comprend deux cylindres : un cylindre inférieur avec deux tubes d'évacuation et un cylindre supérieur avec un couvercle.

La « Dent de fumée » est montée dans une porte spécialement prévue dans le conduit de fumée. Grâce aux deux poignées incluses dans la construction, on peut réguler l'arrivée d'air.

Les couvercles pour les chapeaux de cheminée sont fabriqués dans toutes sortes de formes. Parfois, ils sont recouverts d'un émail résistant à la chaleur. Certains exemplaires sont très décoratifs.

Le déflecteur « Capuchon » a une structure rotative. Il se compose d'un capteur d'air semi-circulaire en forme de gouttière, monté sur une tige pivotante insérée à l'intérieur du tuyau. L'augmentation de la puissance de tirage grâce à l'installation d'un déflecteur-girouette se produit par la turbulence créée sous l'effet de la charge du vent.

Comment calculer un déflecteur statique ?

Lors de la fabrication artisanale du déflecteur, il est nécessaire d'effectuer des calculs et de réaliser un croquis du futur produit. Il faut partir du diamètre intérieur du conduit d'évacuation des fumées.

Sur la photo, on montre la dépendance des dimensions du déflecteur par rapport au diamètre du conduit de fumée. Pour déterminer le diamètre inférieur du diffuseur, le paramètre de base est multiplié par 2, le diamètre supérieur par 1,5, la hauteur du diffuseur également par 1,5, la hauteur du cône, y compris celle du cône inversé, la hauteur du parapluie lui-même par 0,25, et la pénétration du tuyau dans le diffuseur par 0,15.

Pour un appareil standard, vous pouvez sélectionner les paramètres à l'aide du tableau suivant :

Le tableau vous permettra de choisir les dimensions du déflecteur sans effectuer de calculs. Mais si les dimensions appropriées ne s'y trouvent pas, vous devrez quand même vous munir d'une calculatrice ou trouver un programme approprié sur Internet.

Pour fabriquer un déflecteur avec des paramètres personnalisés, vous utilisez également ces formules spéciales pour déterminer les dimensions :
• D du diffuseur = 1.2 × d_int. du tuyau ;
• H = 1,6 × d_int. du tuyau ;
• Largeur du couvercle = 1,7 × d_int. du tuyau.

Une fois que vous avez toutes les dimensions, vous pouvez calculer le développement du cône de l'ombrelle. Si le diamètre et la hauteur sont connus, le diamètre de l'ébauche circulaire peut être facilement calculé à l'aide du théorème de Pythagore :

R = √(D/2)² + H²

Maintenant, il faut déterminer les paramètres du secteur qui sera ensuite découpé dans l'ébauche.

La longueur du cercle complet à 360° L est égale à 2π R. La longueur de la circonférence qui est à la base du cône fini Lm sera inférieure à L. À partir de la différence de ces longueurs, on détermine la longueur de l'arc du segment (X). Pour cela, on établit une proportion :

L/360⁰ = Lm/X

Grâce à elle, on calcule la taille recherchée : X = 360 × Lm / L. La valeur obtenue de X est soustraite de 360° — ce sera la taille du secteur à découper.

Ainsi, si la hauteur du déflecteur doit être de 168 mm, et le diamètre de 280 mm, alors le rayon de l'ébauche est de 219 mm, et sa longueur de circonférence Lm = 218,7 × 2 × 3,14 = 1373 mm. Le cône nécessaire aura une circonférence de 280 × 3,14 = 879 mm. D'où 879/1373 × 360° = 230°. Le secteur à découper doit avoir un angle de 360 – 230 = 130°.

Lorsque vous devez découper une pièce brute en forme de cône tronqué, vous devez résoudre un problème plus complexe, car la grandeur connue sera la hauteur de la partie tronquée et non celle du cône complet. Indépendamment de cela, le calcul est effectué sur la base du même théorème de Pythagore. La hauteur totale est trouvée à partir de la proportion :

(D – Dm)/ 2H = D/2Hp

D'où il découle que Hp = D x H / (D-Dm). Connaissant cette valeur, on calcule les paramètres de l'ébauche pour le cône complet et on en soustrait la partie supérieure.

Avec des paramètres connus : la hauteur du cône — complet ou tronqué — et le rayon de la base, il est simple, par des calculs faciles, de déterminer le rayon externe et interne (dans le cas d'un cône tronqué), puis l'angle initial et la longueur de la courbe génératrice.

Supposons que l'on ait besoin d'un cône tronqué avec H = 240 mm, un diamètre à la base de 400 mm et un cercle supérieur d'un diamètre de 300 mm.

• La hauteur totale Hp = 400 x 240 / (400 - 300) = 960 mm.
• Le rayon extérieur de la pièce Rz = √(400/2)² + 960² = 980.6 mm.
• Le rayon du plus petit trou Rm = √(960 – 240)² + (300|2)² = 239 mm.
• Angle du secteur : 360/2 x 400/980.6 = 73.4⁰.

Il reste à tracer un arc avec un rayon de 980.6 mm et un second avec un rayon de 239 mm à partir du même point, puis à tracer les rayons sous un angle de 73.4⁰. Si les bords doivent être joints à recouvrement, on ajoute des marges.

Et pour en savoir plus sur la façon de construire vous-même un déflecteur sur la cheminée, lisez la suite.

Assemblage maison de l'appareil

On prépare d'abord les gabarits, puis on les dispose sur une feuille de métal et on découpe les pièces à l'aide de cisailles spéciales. On roule le corps, on fixe les bords avec des rivets. Ensuite, on assemble les cônes supérieur et inférieur, en utilisant le bord du premier car il est plus grand et on peut y découper à plusieurs endroits des encoches de fixation spéciales d'environ 1,5 cm de large, puis on les plie.

Assembler un déflecteur simple n'est pas difficile, mais si l'appareil à installer est de type rotatif, vous aurez affaire à de nombreuses pièces.

Avant l'assemblage, on installe 3 supports dans le cône inférieur, en les répartissant uniformément sur le périmètre et en utilisant des tiges filetées. Pour relier le parapluie au diffuseur, on fixe des charnières en bandes métalliques sur ce dernier à l'aide de rivets. On visse les supports dans les charnières et, pour plus de sécurité, on les fixe avec des écrous.

Ensuite, on procède au montage du déflecteur fabriqué soi-même sur le conduit de fumée de la chaudière à gaz ou d'un autre type. On place l'appareil assemblé sur le tuyau et on le fixe à l'aide de colliers, en évitant tout espace. Parfois, le joint est traité avec un mastic résistant à la chaleur.

Assemblage d'un modèle simple à plateau

Le projet le plus simple à réaliser est la fabrication d'un modèle de déflecteur en forme de disque. Un tel capuchon de conduit de fumée peut facilement être fabriqué de vos propres mains. Ses paramètres géométriques dépendent du diamètre du tuyau :

Pour éviter de commettre des erreurs lors de la fabrication et pour ajuster précisément les pièces à la taille requise, il est conseillé de réaliser d'abord un modèle en carton du déflecteur. À ce stade, il est plus simple et plus facile d'apporter des modifications à la conception. Les ébauches en carton serviront également de patrons lors de la découpe des éléments du futur déflecteur :

Particularités du montage du déflecteur rotatif

Le turbodéflecteur, le déflecteur rotatif, la turbine rotative, Turbovent — tous ces noms se réfèrent au même type de dispositif mécanique pour renforcer le tirage. Il se compose d'une partie statique reliée au conduit de fumée et d'une tête active avec des pales en forme de sphère.

Le déflecteur rotatif est le seul dispositif qu'il est déconseillé de monter sur les cheminées des poêles à combustible solide et des cheminées à bois. Turbovent a une particularité caractéristique : évacuer l'air de la conduite même lorsque le chauffage ne fonctionne pas.

Le sens de rotation de cet embout ne dépend ni de la force ni de la direction du vent. Il s'effectue dans une seule direction constante, créant un effet de vide partiel. En conséquence, la puissance du tirage augmente dans des conditions de raréfaction de l'air, et le risque de refoulement du tirage est pratiquement nul.

Sur les cheminées des chaudières à gaz, Turbovent remplit parfaitement ses fonctions et peut servir d'ornement pour toute façade. Si on le compare à d'autres types de déflecteurs, il les surpasse de deux fois en efficacité.

La base du déflecteur rotatif peut être ronde, carrée ou carrée plate. Les dimensions de la tête varient de 100 à 680 mm. Sa durée de vie peut atteindre 15 ans.

Malgré tous les avantages de la turbine rotative, il y a un inconvénient majeur : par temps calme, l'appareil s'arrête. Si à ce moment-là des précipitations se produisent à une température inférieure à 0, la tête peut geler et des mesures devront être prises pour la redémarrer.

Malgré la relative complexité de la conception, l'installation d'un déflecteur rotatif n'est pas difficile. L'appareil est léger, donc pour le montage, l'effort d'une seule personne et environ 2 heures suffisent. L'endroit approprié est le point le plus élevé du toit. Cette disposition empêchera la neige de pénétrer dans le conduit si des précipitations s'accumulent autour.

Le mouvement de la tête de la turbine rotative est assuré par des roulements. L'appareil fonctionne de manière autonome et s'acquitte très efficacement de la tâche d'évacuation des gaz, mais par temps calme, il est inutile.

Pour différents modèles de turbines rotatives, il existe une exigence : la température des produits de combustion au-dessus du conduit ne doit pas dépasser 150-250⁰. Les dimensions de la base doivent être ajustées précisément au conduit de fumée. Le déflecteur turbiné doit correspondre aux caractéristiques de la chaudière, et ce point doit être pris en compte lors du choix de l'appareil.

Sur le marché, il existe des turbodéflecteurs de différentes marques. Parmi les plus réputées figurent Turbovent, Turbomax et Rotowent. Le premier fabricant produit des articles avec des bases de géométries variées.

On peut les identifier par le marquage TA-315, TA-355, TA-500. Le chiffre indique le diamètre dans le cas d'une section circulaire ou les dimensions d'une base rectangulaire.

Le déflecteur Turbomax est fabriqué par une entreprise biélorusse. Les appareils sont fabriqués à partir d'un matériau de haute qualité : de l'acier inoxydable provenant d'un fournisseur européen. Rotowent est également en inox fourni de Pologne. Il s'harmonise bien avec tout type de toit. Il convient aussi bien pour les conduits de fumée que pour les tuyaux de ventilation. Il supporte une température de service élevée — environ 500⁰.

Déflecteurs-girouettes pour conduits de fumée

Structurellement, la girouette de conduit est conçue de sorte que les gaz, s'échappant librement du côté sous le vent, augmentent la force de tirage dans le conduit. L'appareil est fabriqué en acier thermorésistant qui a fait ses preuves dans des conditions de hautes températures et de formation de condensation.

Sous le capot incurvé de la girouette se trouve un palier qui prévient les problèmes de rotation. Le palier est fixé au conduit de fumée par des boulons. La zone de dépression est créée lorsque le flux d'air traverse l'espace sous les capots.

Lors du montage, la base de l'appareil est placée sur le conduit circulaire jusqu'en butée, puis fixée avec 3 boulons. Il faut serrer les boulons avec une grande prudence car on pourrait endommager le conduit. Le montage se termine par la vérification de la verticalité et de la rotation du corps.

L'inconvénient des girouettes de conduit est qu'elles fonctionnent de manière instable par vent fort. La partie mobile doit être nettoyée et lubrifiée périodiquement. De l'humidité s'accumule souvent à l'intérieur de l'appareil, et les gaz de combustion laissent des traces sous forme de dépôts.

Les fabricants eux-mêmes conseillent d'utiliser leurs appareils lorsque le conduit est situé dans un endroit défavorable. En réalité, il n'augmente pas le tirage, mais protège seulement le conduit.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Faut-il vraiment installer un amplificateur de tirage en présence d'une chaudière à gaz ? Vous le saurez en regardant cette vidéo :

Fabriquer un turbodéflecteur soi-même n'est pas facile, mais certains bricoleurs y parviennent et l'utilisent avec succès. Regardez à ce sujet dans la vidéo :

Il existe de nombreuses conceptions de déflecteurs, mais il ne faut pas oublier que le gaz est utilisé pour le chauffage. Tous les modèles ne peuvent pas être utilisés. Certains ne conviennent pas en principe car ils sont destinés à la ventilation. Afin de ne pas obstruer le système d'évacuation des fumées, il est impératif de consulter un spécialiste et d'obtenir une autorisation pour l'installation du déflecteur.

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