Peigne de distribution du système de chauffage : fonction, principe de fonctionnement, règles de raccordement

Les propriétaires de chalets de campagne et de maisons individuelles abandonnent de plus en plus le schéma traditionnel monotube ou bitube et privilégient le collecteur de distribution. Ce qui permet d'utiliser le carburant de manière plus économique et de créer des conditions confortables dans chaque pièce séparément. Convenez qu'il n'est pas rationnel de renoncer à réduire les coûts de chauffage, d'autant plus que la température dans les pièces n'en souffrira pas.

Vous aussi, vous envisagez de raccorder un collecteur et souhaitez en savoir plus sur cet équipement ? Nous vous aiderons à comprendre le sujet – dans cet article, nous examinerons en détail ce qu'est un peigne de distribution du système de chauffage et quels sont ses avantages.

Nous soulignerons les inconvénients significatifs de son utilisation, décrirons en détail le processus de raccordement, en illustrant le matériel avec des photos claires. Nous nous attarderons également sur les règles de base de raccordement qu'il est souhaitable de respecter. Nous fournirons des recommandations vidéo utiles pour l'installation et la fabrication artisanale du peigne.

Fonction du peigne de distribution

Les collecteurs (peignes de distribution) pour le chauffage sont un composant important d'un système de chauffage moderne. Sous une forme simplifiée, un peigne peut être représenté comme un tube avec un bouchon à l'extrémité et plusieurs sorties sous forme de raccords, permettant de diriger le caloporteur vers des points individuels.

Le nombre de sorties peut varier - cela dépend du système de chauffage spécifique et du nombre d'appareils de chauffage prévus pour le raccordement.

Le collecteur optimise les flux de caloporteur dans le circuit de chauffage. Il atténue également les à-coups de pression (coups de bélier) apparaissant en raison du déclenchement de l'automatisme de la chaudière qui régule les régimes de température.

Les peignes de chauffage sont nécessaires pour l'installation de planchers chauffants, mais ils sont également utilisés dans les systèmes de chauffage par radiateurs. Les radiateurs sont raccordés au collecteur selon un schéma en étoile, c'est-à-dire que chacun dispose de son propre tube d'alimentation et de retour, par lequel le caloporteur retourne au collecteur.

Une telle répartition de la chaleur assure un chauffage uniforme des radiateurs et permet de réguler la température dans une pièce donnée, voire de la déconnecter entièrement du système de chauffage.

Les peignes de distribution sont utilisés par paires : le peigne d'alimentation (avec des tubes de couleur rouge) et le peigne de retour (couleur bleue). Ensemble, ils forment le répartiteur collecteur du système de chauffage.

Une autre fonction du peigne est de connecter des dispositifs supplémentaires — par exemple, dans une maison déjà équipée d'un chauffage, une piscine a été construite et nécessite désormais le chauffage de son eau.

On peut également y raccorder des sources d'énergie secondaires, par exemple des panneaux solaires.

Le peigne de distribution le plus simple est un tuyau ordinaire en acier inoxydable avec des sorties soudées. Il ne convient qu'aux bricoleurs qui veulent et peuvent assembler un collecteur de chauffage de leurs propres mains.

Énumérons les avantages de l'acquisition d'un peigne distributeur :

• distribution uniforme du caloporteur, facilitation du contrôle de la température ;
• réglage local des températures souhaitées, chauffage uniquement des pièces nécessaires ;
• protection du réseau de chauffage contre les coups de bélier.

Les peignes distributeurs actuellement disponibles à la vente sont des équipements économiquement efficaces et de haute technologie, dotés de nombreux capteurs qui surveillent la température, réagissent aux écarts, signalent les anomalies, etc.

Construction des différents types de peignes

Le peigne de distribution le plus abordable sera celui avec des vannes d'arrêt manuelles fabriquées en Chine ou en Turquie. Sur les raccords à collet qui y sont situés, on emboîte des tubes multicouche.

Le peigne distributeur économique avec vannes présente un inconvénient majeur : de l'eau peut suinter sous la poignée. Les fuites se produisent en raison de l'usure des joints en caoutchouc.

Les filetages aux extrémités sont nécessaires pour raccorder les vannes d'arrêt et l'alimentation/évacuation centrale de l'eau chaude. Dans l'ensemble, un tel peigne remplira sa fonction, mais sa durée de vie irréprochable n'est pas très longue.

Si le démontage des vannes et le remplacement des joints usés ne rétablissent pas l'étanchéité d'origine, vous devrez acheter un nouveau collecteur.

Un peigne plus complexe est celui avec des bouchons sur le collecteur de retour (et aussi sur celui de départ). À leur place, vous pourrez ultérieurement installer des débitmètres et des têtes thermostatiques. Dans ces modèles, les peignes aller et retour sont déjà reliés par un support de fixation murale.

La présence de bouchons permet, si nécessaire, d'améliorer le collecteur de distribution de chauffage. Pour éviter tout problème lors de l'installation future de thermostats et autres composants, vous devez garantir un accès facile au peigne lors de sa mise en place.

Et enfin, le peigne distributeur complexe et coûteux, mais le plus efficace, avec des débitmètres et des têtes thermostatiques installés en usine.

Les débitmètres régulent la distribution uniforme du caloporteur vers chaque destination, et avec les têtes thermostatiques, on peut régler la température de chaque sortie indépendamment, exactement comme pour un radiateur de chauffage. Pour plus de détails, les types de têtes thermostatiques, leur principe de fonctionnement et les particularités d'installation sont présentés dans un autre de nos articles.

Les capuchons des débitmètres permettent de visualiser le débit du fluide caloporteur dans les circuits. Les têtes thermostatiques permettent de réguler la quantité de fluide caloporteur entrant dans chaque circuit.

Dès la phase de conception, il faut choisir entre différents types de peignes, mais dans tous les cas, le système à collecteur est un choix plus préférable par rapport à une distribution classique, selon des critères tels que la facilité d'utilisation et la durabilité.

Principe de fonctionnement du collecteur de distribution

Dans les systèmes de chauffage modernes, on utilise deux types de collecteurs de distribution : pour les chaufferies et les collecteurs locaux. Ils ont des dimensions différentes et un principe de fonctionnement quelque peu différent.

Dans le collecteur de la chaufferie, le peigne d'alimentation fournit le fluide caloporteur aux éléments du système de chauffage, il est donc équipé non seulement de robinets mais aussi de pompes de circulation. Le second peigne est le peigne de retour.

De plus, des capteurs de pression et de température sont installés sur le collecteur, ainsi qu'un élément très important : le séparateur hydraulique. Il maintient l'écart de température optimal entre l'alimentation et le retour.

Le collecteur de la chaufferie est un nœud de distribution de taille assez imposante, ses peignes sont fabriqués à partir de tuyaux d'un diamètre allant jusqu'à 100 mm et plus.

Le peigne de distribution local diffère du collecteur central installé dans la chaufferie, tant par ses dimensions que par son principe de fonctionnement. Il peut y en avoir plusieurs dans le système de chauffage.

Si dans le collecteur principal, l'eau refroidie est entièrement remplacée par de l'eau chaude provenant de la chaudière, dans les petits peignes, il se produit une dilution de l'eau en circulation.

Le fluide caloporteur y circule en circuit fermé jusqu'à ce que sa température descende en dessous du niveau défini.

Le respect du régime de température est contrôlé par un capteur qui, en cas de baisse critique de la température, ouvre une vanne bloquant le passage de l'eau de la conduite de la chaudière. De l'eau plus chaude entre, se mélangeant à l'eau refroidie.

Un peigne local entièrement équipé avec des régulateurs, un dispositif de purge d'air, une pompe, un manomètre, des thermomètres permet de contrôler pleinement le mouvement du fluide caloporteur dans le système de chauffage.

Il n'y a pas de séparateur hydraulique dans ces collecteurs, il est remplacé par une pompe de circulation supplémentaire. Elle pousse le fluide caloporteur en circuit fermé, en injectant périodiquement une quantité d'eau chaude provenant de la conduite d'alimentation. En même temps, une quantité égale d'eau refroidie y retourne, mais dans un autre tuyau — celui de retour.

Les peignes locaux sont utilisés aussi bien pour les planchers chauffants que pour le raccordement de radiateurs.

Comme l'eau dans les tuyaux de chauffage avec collecteur de distribution circule de manière forcée sous l'action de la pompe, en cas de coupure de courant, le système ne fonctionnera pas.

Pour obtenir un fonctionnement très efficace du système de chauffage dans l'ensemble de la maison, il est recommandé d'y intégrer à la fois le collecteur de distribution central et le nombre nécessaire de peignes locaux. Ensemble, ils donneront le résultat souhaité.

Calcul de la capacité de débit des peignes

Le calcul des paramètres du peigne de distribution comprend la détermination de sa longueur, de sa section transversale et de celle des raccords, ainsi que du nombre de circuits de chauffage. Il est préférable que les calculs soient effectués par des ingénieurs à l'aide de programmes informatiques ; dans une version simplifiée, ils ne conviennent qu'à l'étape d'esquisse de la conception.

Pour maintenir l'équilibre hydraulique, le diamètre des peignes d'entrée et de sortie du collecteur doit être identique, et la capacité de débit totale des raccords doit être égale au paramètre correspondant du tube collecteur (règle des sections totales) :

n=n1+n2+n3+n4,

Où :

• n — surface de la section du collecteur4
• n1, n2, n3, n4 — surfaces des sections des raccords.

Le choix du peigne doit correspondre au maximum de la puissance thermique du système de chauffage. La puissance pour laquelle le produit d'usine est conçu est indiquée dans la fiche technique.

Par exemple, un diamètre de tube de distribution de 90 mm est utilisé pour une puissance n'excédant pas 50 kW, et si la puissance est deux fois plus élevée, le diamètre devra être augmenté à 110 mm. C'est la seule façon d'éviter le risque de déséquilibre du système de chauffage.

La section du tube collecteur est égale à 3 diamètres des raccords connectés, la distance entre les peignes d'alimentation et de retour est de 6 diamètres, et l'écartement des raccords entre eux est de 3 diamètres.

La règle des 3 diamètres est également utile (voir la figure ci-dessus). En ce qui concerne le calcul du débit de la pompe de circulation, on prend pour base la consommation d'eau spécifique dans le système de chauffage.

Chaque pompe est calculée séparément — par circuit et pour l'ensemble du système. Les chiffres obtenus par le calcul sont arrondis à la valeur supérieure. Une petite réserve de puissance est préférable à un manque de puissance.

Règles de raccordement et particularités de l'installation

L'installation du peigne commence par sa fixation au mur à l'aide de supports, où il sera placé visiblement ou dans une armoire. Ensuite, il faudra raccorder les tubes principaux provenant de la source de chaleur aux extrémités et procéder au raccordement.

Variante #1 – sans de pompes supplémentaires et de séparateur hydraulique

Cette variante simple suppose que le peigne desservira plusieurs circuits (par exemple, 4 à 5 radiateurs), la température est supposée identique et son réglage n'est pas prévu. Tous les circuits sont raccordés directement au peigne, une seule pompe est utilisée.

Les caractéristiques des équipements de pompage doivent correspondre à la performance du système de chauffage et à la pression qui y est créée. Afin que vous puissiez choisir la meilleure pompe, idéalement adaptée en termes de caractéristiques et de coût, nous vous recommandons de consulter le classement des pompes de circulation.

Un artisan expérimenté dans les équipements de collecteur sait comment installer correctement un peigne distributeur et le cacher dans une armoire de manière à dissimuler tous les tuyaux.

Comme la résistance dans les circuits est différente (en raison de longueurs différentes, etc.), il faut assurer une consommation optimale du fluide caloporteur par équilibrage.

Pour cela, on place sur les raccords du peigne de retour non pas des vannes d'arrêt, mais des vannes d'équilibrage. Elles permettent de réguler (bien qu'approximativement, à vue d'œil) le débit du fluide caloporteur dans chaque circuit.

Option #2 – avec pompes sur chaque branche et séparateur hydraulique

C'est une option plus complexe, qui sera nécessaire si vous devez alimenter des points de consommation avec différents régimes de température.

Ainsi, par exemple, dans le chauffage par radiateurs, l'eau chauffée varie de 40 à 70 °C, pour le plancher chauffant, une plage de 30 à 45 °C suffit, l'eau chaude sanitaire doit être chauffée jusqu'à 85 °C.

Dans le raccordement, le séparateur hydraulique joue désormais un rôle particulier – un tronçon de tube bouché aux deux extrémités avec deux paires de sorties. La première paire est nécessaire pour relier le séparateur hydraulique à la chaudière, la seconde paire se connecte aux peignes distributeurs. C'est une barrière hydraulique créant une zone de résistance nulle.

Pour les chaudières d'une puissance de 50 kW et plus, il est recommandé d'utiliser impérativement un peigne distributeur avec un séparateur hydraulique. On le fixe verticalement au mur avec des supports individuels pour éviter une surcharge horizontale excessive.

Sur le peigne lui-même se trouvent des groupes de mélange équipés de vannes à trois voies – des dispositifs de réglage de température. Sur chaque tubulure de sortie, sa propre pompe fonctionne indépendamment des autres, fournissant au circuit spécifique la quantité nécessaire de caloporteur.

L'essentiel est que ces pompes ne dépassent pas en puissance totale la pompe principale de la chaudière.

Les deux options présentées sont utilisées lors de l'installation de collecteurs de distribution pour les chaufferies. Tout le nécessaire est vendu dans les magasins spécialisés. On peut y acheter n'importe quel ensemble monté ou élément par élément (dans le but de réaliser des économies grâce à un assemblage soi-même).

Pour réduire encore davantage les coûts à venir, le peigne de distribution du chauffage on peut fabriquer soi-même.

Le collecteur de la chaufferie se trouve à proximité immédiate de l'équipement de chauffage et est soumis à une température élevée que seul le métal peut supporter.

Pour le peigne de distribution local, les exigences de résistance thermique ne sont pas aussi strictes. Pour sa fabrication, des tubes non seulement métalliques, mais aussi en polypropylène ou en métal-plastique conviennent.

Pour un collecteur de distribution local, il est plus simple de choisir les peignes appropriés parmi ceux disponibles dans le commerce. Il faut également tenir compte du matériau dans lequel ils sont fabriqués – laiton, acier, fonte, plastique.

Les peignes moulés sont plus fiables, ce qui élimine les risques de fuite. Il n'y a aucun problème pour connecter les tuyaux aux peignes — même les modèles les moins chers ont un filetage.

Les peignes de distribution assemblés à partir de pièces en polypropylène séduisent par leur faible coût. Mais en cas de situation d'urgence, les joints entre les raccords en T ne résisteront pas à la surchauffe et fuiront.

Les bricoleurs peuvent souder un collecteur en polypropylène ou en métal-plastique, mais ils devront quand même acheter des embouts filetés, donc le produit ne reviendra pas beaucoup moins cher qu'un produit fini du magasin.

Extérieurement, ce sera un ensemble de raccords en T reliés entre eux par des tubes. Le point faible d'un tel collecteur est la résistance insuffisante aux températures élevées du fluide caloporteur.

Le peigne peut être de section ronde, rectangulaire ou carrée. Ici, la surface transversale prime, pas la forme de la section, même si du point de vue des lois hydrauliques, la forme ronde est préférable. Si la maison a plusieurs étages, il est préférable d'installer des collecteurs de distribution locaux à chaque étage.

Que faut-il savoir sur les inconvénients ?

Après avoir compris les avantages de l'utilisation des peignes de distribution dans les systèmes de chauffage, il convient d'aborder certains inconvénients :

1. Prix élevé. Les collecteurs sont fabriqués en métal durable et de qualité, dont le coût est supérieur à la moyenne. L'équipement de fermeture de haute précision coûte également cher. Plus le peigne dessert de circuits, plus les coûts d'équipement sont élevés.
2. Dépendance énergétique. Le chauffage par collecteur ne fonctionne pas sans une pompe de circulation. Par conséquent, il faut se préparer à payer un supplément d'électricité.
3. Consommation élevée de tubes. La consommation de tubes dans les systèmes de chauffage à collecteurs est plusieurs fois supérieure à celle des systèmes ordinaires, car il faut tirer une boucle individuelle vers chaque appareil. Tout cela complique et renchérit les travaux d'installation.

Selon les spécialistes et ceux qui l'utilisent déjà, le système à collecteur est le plus moderne, le plus fiable et le plus efficace.

Mais son installation et son fonctionnement coûtent cher.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Montage de l'équipement de chauffage avec raccordement au peigne de distribution :

Fabrication du peigne de vos propres mains :

Par rapport à l'organisation traditionnelle du système de chauffage, les peignes de distribution améliorent son efficacité, et seule la question financière freine quelque peu l'intérêt du consommateur pour cette méthode de chauffage. Mais si l'argent est suffisant, l'utilisation des peignes de distribution est votre choix idéal.

Avez-vous réalisé un système de chauffage par collecteur dans votre maison ? Ou envisagez-vous seulement de l'installer et avez-vous des questions ? Posez vos questions – nous essaierons d'y répondre.

Peut-être avez-vous utilisé un peigne pour connecter un système de plancher chauffant ? Partagez votre expérience personnelle de montage et d'installation du système – laissez vos commentaires dans le bloc ci-dessous.