Thermostat pour chaudière de chauffage : principe de fonctionnement, types, schémas de connexion

L'automatisme dans le système de chauffage permet de contrôler plus précisément la température dans les pièces chauffées et d'économiser du carburant. En installant un thermostat pour chaudière de chauffage, le propriétaire du cottage augmente de 20 à 30 % l'efficacité de l'équipement de la chaudière et simplifie grandement son entretien.

Nous vous parlerons des types de thermostats utilisés en pratique, des règles de leur emplacement et des particularités de leur raccordement. Dans notre article, nous décrivons en détail les options et les schémas de connexion des appareils. Grâce à nos conseils, vous pourrez choisir judicieusement l'appareil et, si vous le souhaitez, l'installer.

Comment fonctionne un thermostat de chauffage ?

Un système de chauffage classique avec de l'eau comme caloporteur se compose d'un équipement de chauffage ou d'un point de raccordement au réseau centralisé, de tuyaux de distribution interne et de radiateurs.

Pour réguler la quantité de chaleur qu'il fournit aux pièces, il faut soit surveiller constamment la chaudière, soit ouvrir/fermer régulièrement les vannes des radiateurs.

Cependant, l'inertie d'un tel système ne permet pas de maintenir la température souhaitée à un niveau constant tout au long de la journée. Si on ajoute plus de bois dans le poêle ou plus de gaz dans la chaudière, le caloporteur dans les tuyaux chauffera davantage, et il dégagera également plus de chaleur à travers les radiateurs.

Par temps froid à l'extérieur, c'est bien. Mais en cas de réchauffement soudain, la chaleur dans la maison devient insupportable. Le combustible est déjà dans le foyer et l'eau est déjà chaude, impossible de se débarrasser de la chaleur. De plus, la chaudière continue de fonctionner.

Sans thermostat, il faut l'éteindre manuellement dans le système. On peut bien sûr ouvrir les fenêtres pour aérer et laisser échapper la chaleur, mais alors les factures de combustible pour la chaudière domestique seront certainement exorbitantes. La conclusion s'impose d'elle-même : un thermostat de chauffage simplifie la vie et la rend aussi confortable que possible.

Un thermostat (régulateur de température) est un dispositif permettant de surveiller la température dans une pièce chauffée et d'augmenter/diminuer l'apport de chaleur

Le thermostat pour système de chauffage se compose de :

• d'un capteur thermosensible (élément) ;
• d'un bloc de réglage ;
• d'un module de commande ;
• d'un relais électromagnétique ou d'une vanne mécanique.

Dans les modèles les plus simples, le bloc de commande est absent. Tout se fait par pure mécanique et modification des propriétés physiques de l'élément thermosensible.

Ces thermostats ne nécessitent pas d'alimentation électrique. En termes d'efficacité et de précision de régulation du système, ils sont inférieurs aux appareils électroniques, mais ils sont autonomes en énergie. En cas de problèmes de tension sur le réseau, ils ne cesseront certainement pas de fonctionner.

Le principe de fonctionnement du thermostat est le suivant :

1. Vous réglez la température souhaitée à l'aide du boîtier de commande.
2. Lorsque les paramètres requis sont atteints, le capteur s'active, ce qui entraîne l'arrêt de la chaudière ou la fermeture de la vanne d'arrêt dans les tuyaux de chauffage.
3. Après la baisse de la température ambiante, l'équipement de la chaudière ou les radiateurs se rallument.

Le module de commande électronique vous permet de définir non pas un seul niveau de température, mais plusieurs, séparément pour chaque moment de la journée. De plus, avec ce boîtier, il est possible d'installer un capteur de température supplémentaire à l'extérieur et de lier le fonctionnement du thermostat aux données de ce capteur.

Selon le type d'appareil, le thermostat se connecte directement à la chaudière pour réguler son fonctionnement, ou à l'entrée du radiateur pour contrôler les volumes de fluide caloporteur fournis.

Le thermostat le plus simple est une vanne d'arrêt avec un capteur de température, installée sur le tuyau près du radiateur. Lorsque la température souhaitée est atteinte, la vanne thermostatique se ferme et réduit le débit du fluide caloporteur. Et lorsque l'air ambiant se refroidit, elle se rouvre, ce qui augmente les volumes de chaleur fournis.

Les modèles plus complexes et avancés intègrent des capteurs sans fil et des boîtiers de commande. Toute la communication entre les différents éléments se fait par canal radio. Dans ce cas, aucun fil n'est tiré, ce qui a un effet positif sur l'aspect esthétique de l'installation de tels thermostats dans la pièce.

Types de thermostats pour chaudières

La principale différence entre les thermostats réside dans les différents types de capteurs thermosensibles. Certains se montent sur le tuyau de chauffage, d'autres à l'intérieur de celui-ci, et d'autres encore se fixent au mur. Certains sont conçus pour mesurer la température de l'air, et d'autres celle du fluide caloporteur.

Le choix du modèle de thermostat dépend de :

• du type de chaudière ;
• du schéma de distribution du système de chauffage ;
• de la disponibilité d'espace libre ;
• des fonctionnalités requises.

De nombreuses chaudières modernes sont conçues à l'avance pour y connecter des thermostats. De plus, le fabricant de l'équipement de chauffage précise immédiatement dans la fiche technique toutes les nuances de cette installation.

Si vous choisissez un modèle électronique de thermostat, il est préférable d'opter pour le plus efficace – celui recommandé par le fabricant de la chaudière.

Idéalement, le thermostat doit réguler directement le fonctionnement de l'appareil de chauffage, c'est-à-dire l'alimentation en combustible. C'est le schéma de connexion le plus efficace en termes d'économie de carburant. Dans ce cas, la quantité d'énergie brûlée sera exactement celle nécessaire à la chaleur.

Mais un tel thermostat ne peut être installé que sur une chaudière à gaz ou un appareil de chauffage électrique. Si la chaudière est à combustible solide, un thermostat à vanne mécanique, qui se monte directement sur le tuyau, permettra de réguler la température ambiante.

Les régulateurs installés sur les radiateurs sont conçus pour couper l'alimentation en eau lorsque la température dans la pièce ou celle du caloporteur est trop élevée. Dans ce cas, la chaudière cesse de fonctionner un peu plus tard, lorsque son capteur de température interne se déclenche pour éviter la surchauffe de l'équipement.

Groupe #1 : mécaniques

Le principe de fonctionnement d'un capteur mécanique de température repose sur la modification des caractéristiques du matériau lorsque sa température change. C'est une solution simple à mettre en œuvre, économique, assez efficace et totalement indépendante de l'alimentation électrique. Elle est conçue pour être installée sur les tuyaux d'un système de chauffage à eau afin de réguler le débit du fluide caloporteur.

Un exemple classique de thermostat mécanique est un dispositif avec une vanne à pointeau (obturateur) et une tête thermostatique à soufflet.

Les substances réagissant aux variations de température utilisées dans les thermostats mécaniques sont :

• gaz ;
• liquide.

Lorsque le liquide est chauffé, les gaz se dilatent, ce qui exerce une pression sur la tige de la vanne d'arrêt. Lorsque la température baisse, ils se contractent, l'obturateur est ramené par le ressort et l'eau chauffée circule à nouveau dans les tuyaux vers les radiateurs de chauffage.

Les thermostats pour radiateur se caractérisent par une faible sensibilité et une grande erreur de réglage. Ils ne s'activent que lorsque la température augmente de 2 degrés ou plus. De plus, avec le temps, le remplissage du soufflet perd ses propriétés, les chiffres sur la molette de réglage des paramètres de température souhaités et les degrés réels commencent à diverger.

Ces thermostats ont des dimensions assez grandes. La grande majorité d'entre eux sont conçus pour mesurer la température de l'eau dans les radiateurs, et non l'air ambiant. Il est souvent difficile de les régler avec précision comme le souhaite le propriétaire de la maison.

Groupe #2 : électromécaniques

Ces thermostats fonctionnent selon des principes similaires à ceux des homologues purement mécaniques. La seule différence est qu'un élément métallique en forme de plaque est utilisé comme élément thermosensible.

Lorsqu'elle est chauffée, elle se plie et ferme le contact, et lorsqu'elle refroidit, elle revient à sa position initiale et ouvre le circuit. C'est via ce circuit qu'un signal est envoyé à l'unité de commande des brûleurs.

Le thermostat électromécanique nécessite une alimentation électrique. Il commande les vannes régulant le débit du caloporteur ou les brûleurs de la chaudière via des signaux électriques.

Encore une variante du thermostat électromécanique est un appareil avec un capteur sous forme de deux plaques de métaux différents. Dans ce cas, l'élément thermosensible est installé directement dans le foyer de la chaudière à combustible solide.

À haute température, une différence de potentiel apparaît entre les plaques, agissant sur le relais électromagnétique. Les contacts de ce dernier s'ouvrent et se ferment. En conséquence, la suralimentation en air dans la chambre de combustion est activée/désactivée.

Groupe #3 : électroniques

Ce type de thermostats pour chaudières de chauffage appartient à la catégorie dépendante de l'énergie. Ces appareils disposent d'un capteur de température externe qui surveille la température ambiante et d'une unité de contrôle complète avec écran.

Pour les chaudières électriques, ces thermostats constituent un complément obligatoire. Sans eux, les radiateurs électriques fonctionneraient sans arrêt, surchauffant l'air ou le fluide caloporteur.

Les chaudières et les chauffe-eau électriques sont, dans la grande majorité des cas, équipés de thermostats dès l'usine.

Dans un thermostat électronique, il y a deux éléments principaux :

1. Capteur de température.
2. Microcontrôleur.

Le premier mesure la température, tandis que le second la contrôle et émet des signaux pour augmenter/diminuer l'apport d'énergie thermique dans la pièce. Le capteur peut envoyer un signal analogique ou numérique au contrôleur. Dans le premier cas, le thermostat est similaire en capacités à un analogue mécanique, mais le surpasse largement en précision des mesures de température.

Les thermostats numériques sont le summum du développement de ces appareils. Ils permettent de réguler la distribution de chaleur selon un algorithme prédéfini. De plus, on peut y connecter beaucoup plus de capteurs, situés aussi bien dans les pièces qu'à l'extérieur.

De nombreux thermostats électroniques offrent la possibilité d'une commande à distance via un port infrarouge ou un réseau mobile. Cela permet de réguler la température ambiante non seulement à l'aide d'une télécommande dans la pièce, mais aussi de n'importe quel endroit à l'extérieur.

Par exemple, en quittant le travail, vous pouvez envoyer un signal pour chauffer l'air ambiant à des paramètres confortables, et à votre arrivée, la maison vous accueillera avec confort et chaleur.

Les appareils électroniques, conçus pour la régulation automatique des caractéristiques qualitatives et quantitatives du fluide caloporteur, sont un composant obligatoire des systèmes de chauffage dans les maisons intelligentes. Nous vous recommandons de vous familiariser avec leur fonctionnement.

Schémas de principe de raccordement

Toutes les façons d'intégrer le thermostat dans le système de chauffage se divisent en trois options de raccordement :

1. Directement à la chaudière.
2. À la pompe de circulation.
3. Sur le tuyau d'alimentation du fluide caloporteur au radiateur.

Les deux premiers schémas évitent toute détérioration de la capacité de débit de la canalisation de chauffage. Aucune vanne d'arrêt supplémentaire n'est installée, la résistance hydraulique de l'ensemble du système ne change pas. Le thermostat commande ici uniquement le fonctionnement de la pompe ou de la chaudière, il n'entre pas en contact avec l'eau.

Lors de l'installation d'un thermostat sur un radiateur ou un tuyau commun avec plusieurs radiateurs, la résistance hydraulique augmente au contraire. Même en position complètement ouverte, la vanne du thermostat ralentit légèrement le mouvement du fluide caloporteur.

Il est idéal de concevoir le circuit de la chaudière dès le départ en tenant compte de tous les dispositifs de régulation thermique et autres.

L'insertion de thermostats dans des circuits de chauffage existants ne doit être envisagée qu'en dernier recours. Une efficacité maximale ne peut être obtenue que si ceux-ci sont intégrés au système dès la phase de conception.

Si le système de chauffage à eau de la maison est réalisé selon un schéma monotube, il est préférable d'abandonner immédiatement la troisième option. Lorsque le capteur de température s'active, la vanne fermera immédiatement toute la branche de radiateurs dans plusieurs pièces, et alors vous pouvez oublier tout confort dans les pièces les plus éloignées de la chaudière.

Il convient de connecter le thermostat à l'entrée du radiateur via un by-pass. Ainsi, lorsqu'il s'active, il redirigera le flux du fluide caloporteur en contournant le radiateur. L'eau retournera alors non refroidie à la chaudière. Cette dernière cessera de la chauffer, réduisant ainsi la consommation de gaz ou d'électricité.

Lors de l'installation d'un capteur de température d'air thermostatique, certaines règles doivent être respectées, sinon il pourrait se déclencher à tort sous l'influence d'appareils ou d'objets voisins.

Le capteur thermique doit être installé :

• dans un endroit qui n'est pas exposé à la lumière directe du soleil ;
• loin des ponts thermiques, des courants d'air et des flux de chaleur ascendants provenant des radiateurs ;
• de manière à ne pas être masqué par des écrans décoratifs ou des rideaux ;
• à une hauteur du sol comprise entre 1,2 et 1,5 mètre.

En cas d'installation incorrecte du capteur, le thermostat émettra de faux signaux. Cela peut entraîner une surchauffe non seulement de l'air de la pièce, mais aussi du fluide caloporteur dans le système. Dans ce second cas, des problèmes avec la chaudière peuvent survenir rapidement.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Aucune difficulté particulière ne devrait survenir lors de l'installation du thermostat. Il suffit de le choisir correctement pour le système de chauffage spécifique. Les vidéos sélectionnées vous y aideront certainement.

Vidéo n°1. Connexion d'un thermostat d'ambiance à une chaudière à gaz dans tous ses détails :

Vidéo n°2. Aperçu d'un thermostat mural :

Vidéo n°3. Technologie d'insertion d'un thermostat de contact dans un système avec pompe de circulation :

Un thermostat en complément de la chaudière de chauffage est un excellent moyen d'économiser sur le chauffage du logement, d'améliorer le confort de vie et de réduire l'usure de l'équipement de chauffage du fluide caloporteur. L'argent dépensé pour les thermostats est récupéré en une seule saison hivernale.

Vous pouvez ainsi choisir aussi bien un modèle mécanique simple à commande manuelle qu'un appareil plus avancé avec programmateur.

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