Comment calculer une pompe de chauffage : exemples de calculs et règles de sélection de l'équipement

Une pompe de circulation est un appareil de petite taille dont la tâche principale est d'améliorer le fonctionnement et d'augmenter les performances du système de chauffage. Elle s'insère directement dans la canalisation, optimisant la vitesse de déplacement du fluide caloporteur. Grâce à cela, même une maison avec une grande surface habitable sera chauffée assez rapidement.

Pour acheter le modèle optimal, il faut comprendre comment calculer une pompe de chauffage et sur quels points se baser lors du choix. C'est à ces questions qu'est consacré notre article – dans ce document, nous avons examiné un exemple de calcul de l'équipement, avons accordé une attention particulière au principe de fonctionnement et aux principales variétés de pompes.

Nous avons également fourni des recommandations pour le choix, l'installation et l'utilisation sécurisée de l'équipement de pompage, en agrémentant l'article d'images claires et de vidéos appropriées avec le calcul de la puissance nécessaire de l'appareil et des conseils pour son installation dans le circuit de chauffage.

Principe de fonctionnement et fonction de la pompe

Le principal problème des résidents des derniers étages d’un immeuble collectif et des propriétaires de maisons de campagne réside dans les radiateurs froids. Dans le premier cas, le fluide caloporteur n'atteint tout simplement pas leur logement, et dans le second cas, les sections les plus éloignées du réseau de tuyauterie ne sont pas chauffées. Tout cela est dû à une pression insuffisante.

Quand faut-il utiliser une pompe ?

La seule solution correcte en cas de pression insuffisante consiste à moderniser le système de chauffage avec un fluide caloporteur circulant sous l'effet de la gravité. L'installation d'une pompe y remédiera. Les principaux schémas d'organisation du chauffage avec circulation par pompe sont examinés ici.

Cette option sera également efficace pour les propriétaires de maisons individuelles, permettant de réduire sensiblement les frais de chauffage. Un avantage considérable d'un tel équipement de circulation est la possibilité de modifier la vitesse de déplacement du fluide caloporteur. L'essentiel est de ne pas dépasser les valeurs maximales admissibles pour le diamètre des tuyaux de votre système de chauffage, afin d'éviter un bruit excessif lors du fonctionnement de l'appareil.

Ainsi, pour les pièces à vivre, avec un passage de tuyaux de 20 mm ou plus, la vitesse est de 1 m/s. Si vous réglez ce paramètre sur la valeur la plus élevée, vous pouvez chauffer la maison en un minimum de temps, ce qui est utile lorsque les propriétaires étaient absents et que le bâtiment a eu le temps de refroidir. Cela permet d'obtenir un maximum de chaleur en un minimum de temps.

La pompe est un élément important du système de chauffage de la maison. Elle permet d'en améliorer l'efficacité et de réduire la consommation de carburant.

Principe de fonctionnement de l'appareil

L'unité de circulation fonctionne grâce à un moteur électrique. Elle aspire l'eau chauffée d'un côté et la pousse dans la canalisation située de l'autre côté. De ce côté, une nouvelle portion arrive et le processus se répète.

C'est grâce à la force centrifuge que le fluide caloporteur se déplace dans les canalisations du système de chauffage. Le fonctionnement de la pompe rappelle un peu celui d'un ventilateur, sauf que ce n'est pas l'air qui circule dans la pièce, mais le fluide caloporteur dans la canalisation.

Le boîtier de l'appareil est toujours fabriqué dans des matériaux résistants à la corrosion, et pour la fabrication de l'arbre, du rotor et de la roue à aubes, on utilise généralement de la céramique.

Principaux types de pompes de chauffage

Tous les équipements proposés par les fabricants se divisent en deux grands groupes : les pompes de type « humide » ou « sec ». Chaque type a ses avantages et ses inconvénients, ce qu'il faut absolument prendre en compte lors du choix.

Équipement de type « humide »

Les pompes de chauffage dites « humides » se distinguent de leurs homologues par le fait que leur roue et leur rotor sont immergés dans le fluide caloporteur. Le moteur électrique, quant à lui, se trouve dans un boîtier étanche où l'humidité ne peut pas pénétrer.

Cette option est la solution idéale pour les petites maisons de campagne. Ces appareils se caractérisent par leur silence et ne nécessitent pas d'entretien technique minutieux et fréquent. De plus, ils sont faciles à réparer, à régler et peuvent être utilisés avec un débit d'eau stable ou peu variable.

La particularité des modèles modernes de pompes « humides » est leur simplicité d'utilisation. Grâce à la présence d'une automatisation « intelligente », il est possible d'augmenter les performances ou de modifier le niveau des enroulements sans aucun problème.

En ce qui concerne les inconvénients, la catégorie mentionnée ci-dessus se caractérise par une faible performance. Ce défaut est dû à l'impossibilité d'assurer une étanchéité élevée du manchon séparant le fluide caloporteur et le stator.

Variété « sèche » d'appareils

Cette catégorie d'appareils se caractérise par l'absence de contact direct du rotor avec l'eau chauffée qu'il pompe. Toute la partie active de l'équipement est séparée du moteur électrique par des bagues de protection en caoutchouc.

La principale caractéristique de cet équipement de chauffage est une grande efficacité. Mais de cet avantage découle un inconvénient majeur : un niveau sonore élevé. Le problème est résolu en installant l'appareil dans une pièce séparée avec une bonne isolation acoustique.

Lors du choix, il faut tenir compte du fait que la pompe de type « sec » crée des turbulences d'air, ce qui peut soulever de petites particules de poussière, nuisant aux éléments d'étanchéité et, par conséquent, à l'étanchéité de l'appareil.

Les fabricants ont résolu ce problème de la manière suivante : pendant le fonctionnement de l'équipement, une fine couche d'eau se forme entre les anneaux en caoutchouc. Elle agit comme un lubrifiant et empêche la détérioration des pièces d'étanchéité.

Les appareils, quant à eux, se divisent en trois sous-groupes :

• verticaux ;
• blocs ;
• en console.

La particularité de la première catégorie réside dans la disposition verticale du moteur électrique. Il ne vaut la peine d'acheter un tel équipement que si vous prévoyez de pomper un grand volume de fluide caloporteur. Quant aux pompes blocs, elles sont installées sur une surface en béton plane.

Les pompes blocs sont conçues pour une utilisation industrielle, lorsque des caractéristiques élevées de débit et de pression sont requises

Les appareils en console se caractérisent par l'emplacement du tuyau d'aspiration à l'extérieur de la volute, tandis que le tuyau de refoulement se trouve sur le boîtier opposé.

Nous avons parlé plus en détail de la structure et du principe de fonctionnement des pompes dans cet article.

Sur quoi se baser lors du choix d'une pompe ?

Le choix d'une pompe pour le chauffage autonome doit se faire en fonction des caractéristiques hydrauliques du système de chauffage de la maison de campagne. Par conséquent, avant de vous rendre au magasin, vous devez calculer la quantité optimale de chaleur nécessaire pour maintenir une température de confort dans les pièces.

Réaliser correctement le calcul hydraulique sera facilité par des informations supplémentaires que vous devrez consulter. Ou vous pouvez suivre les conseils d’un spécialiste compétent.

De nombreux facteurs influencent la quantité optimale de chaleur pour un bâtiment donné :

• le matériau utilisé pour la construction et l'isolation des murs ;
• les conditions climatiques ;
• les caractéristiques des planchers et des sols ;
• la présence de vannes thermostatiques ;
• les caractéristiques des fenêtres à double vitrage installées dans le cottage.

Lors du choix d'une pompe pour le chauffage autonome, il faut accorder une attention particulière au champ d'application du modèle spécifique, au nombre de vitesses et au niveau sonore. Le fabricant et le prix de l'équipement jouent également un rôle important.

Lors du choix d'un appareil pour assurer la circulation forcée dans un système de chauffage, il faut accorder une attention particulière aux caractéristiques techniques afin d'éviter que la pompe ne fonctionne à vide ou à la limite de ses capacités.

Critère n°1 — domaine d'application de l'équipement

Dans la plupart des cas, les spécialistes conseillent d'installer des pompes de chauffage dont les rotors sont entièrement immergés dans le fluide caloporteur. Non seulement ces appareils sont peu bruyants, mais ils supportent également mieux les charges élevées.

En conséquence, un système équipé d'un appareil « humide » durera plus longtemps, sera plus facile à réparer et ne nécessitera pas une attention excessive.

Privilégiez les modèles fabriqués avec de l'acier robuste et des roulements, et dont l'arbre est en céramique. Leur avantage réside dans leur durée de vie, qui est d'au moins vingt ans.

Il faut renoncer à l'achat d'une pompe de circulation en fonte, car un tel appareil se détériorera rapidement et devra être remplacé.

Si vous avez opté pour une pompe de chauffage de type « humide », il faut savoir qu'il n'est pas conseillé de l'installer dans un système de chauffage de maison individuelle de type ouvert. En effet, dans ce cas, l'eau chauffée qui lubrifie le mécanisme contient diverses impuretés.

Par exemple, des microparticules de sable peuvent obstruer l'espace entre le rotor et le stator, ce qui entraînera une panne rapide de la pompe.

En ce qui concerne les systèmes ouverts, ce type d'équipement peut fonctionner pendant des années sans nécessiter d'entretien spécialisé.

Critère n°2 — calcul de la puissance optimale

Le débit de la pompe destinée à fonctionner dans un système de chauffage peut être calculé par vos propres moyens. Pour cela, vous aurez besoin de la longueur totale de la canalisation dans laquelle l'équipement devra faire circuler le fluide caloporteur.

Pour chaque tranche de 10 mètres de longueur, on prend 0,6 mètre de hauteur de refoulement de l'appareil. Ainsi, pour une petite maison avec une longueur de circuit de chauffage de 70 mètres, une pompe avec une hauteur de refoulement de 4,2 mètres sera nécessaire.

On peut procéder autrement et calculer cette valeur à l'aide de la formule :

Q = 0,86*R/TF-TR,

Où :

• R — besoin en chaleur du local ;
• TF et TR indiquent respectivement la température du fluide caloporteur à l'entrée et à la sortie du système. Les valeurs sont exprimées en degrés Celsius.

Dans les pays européens, deux valeurs sont principalement utilisées pour le paramètre R : 100 W/m² pour une maison individuelle ou un duplex, et 70 W/m² pour les immeubles collectifs.

La méthode ci-dessus n'est qu'une parmi de nombreuses façons de calculer la puissance optimale d'une pompe de circulation. Seul un spécialiste qualifié pourra effectuer les calculs les plus précis.

Lorsque vous devez effectuer des calculs avec une erreur minimale, il est recommandé d'utiliser des tableaux spéciaux. Ils fournissent des valeurs optimales pour certaines maisons et appartements.

Critère n°3 — nombre de vitesses et niveau sonore de la pompe

La principale caractéristique des modèles de pompes modernes est la possibilité de les régler. Vous pouvez ajuster la puissance en commutant la vitesse de fonctionnement de l'appareil.

À ce jour, les modèles à trois vitesses sont les plus courants. Cela permet de chauffer rapidement les pièces d'habitation en cas de refroidissement soudain, et en cas de réchauffement, de réduire les performances de l'appareil tout en économisant de l'électricité.

Si vous devez acheter un équipement produisant le bruit le plus faible possible, le meilleur choix sera une pompe de type « humide ».

En cas d'installation d'un appareil à rotor « sec », un bruit parasite sera audible lors de son fonctionnement, provenant de la rotation du ventilateur refroidissant le moteur électrique. Il est donc préférable d'installer un tel appareil dans une pièce séparée et de choisir quelque chose de moins bruyant pour la zone résidentielle.

Le faible niveau sonore des pompes « humides » est la principale raison de leur popularité

Un bruit étranger qui apparaît lors du démarrage n’est pas toujours le signe d’un dysfonctionnement. Assez souvent, cela est dû à l’air restant dans le système de chauffage. Pour résoudre ce problème, il est recommandé de purger l’air à l’aide de vannes spéciales avant le démarrage.

Critère n°4 — fabricant et prix de l'équipement

Après avoir effectué tous les calculs nécessaires, vous pouvez commencer à parcourir le catalogue des pompes de circulation. Il est préférable de passer commande sur des sites Web dotés d'un système de filtrage de produits bien conçu. Cela vous permettra de trouver rapidement des modèles avec des caractéristiques optimales.

Le marché actuel offre un large choix de pompes pour systèmes de chauffage. Des centaines de fabricants affirment que leurs produits sont fiables, de qualité et durables. Mais les caractéristiques annoncées ne correspondent pas toujours à la réalité. Il est donc préférable de commander des équipements fabriqués par des fabricants renommés dans le monde entier.

Dans la liste des entreprises réputées et fiables fabriquant des pompes pour systèmes de chauffage, il convient d'inclure les marques suivantes :

• Halm ;
• Wilo ;
• Ebara ;
• DAB ;
• AlfaStar ;
• Pedrolo ;
• Grundfos.

Le coût des appareils pour l'organisation du refoulement forcé du fluide caloporteur dépend entièrement de la puissance, du type de pompe et de la marque. En règle générale, le prix de l'équipement varie de 60 à 220 dollars. Nous vous recommandons de consulter le top dix des pompes de chauffage selon les avis des utilisateurs.

En ce qui concerne les fabricants nationaux, ils ne fabriquent pas d'équipements domestiques, mais proposent uniquement des modèles destinés à un usage industriel.

Le plus souvent, les pompes de circulation sont fabriquées en série et ont des paramètres moyens, ce qui crée certains problèmes lors du choix de l'équipement. Dans ce cas, il est préférable de privilégier un appareil fonctionnant en plusieurs modes.

Particularités de l'installation d'une pompe de circulation

Pour assurer un fonctionnement efficace du système de chauffage de la maison, il convient de choisir correctement l'emplacement dans le circuit de chauffage pour installer l'équipement. Il est recommandé de trouver la section où une pression d'eau excessive est toujours présente dans la zone d'aspiration du caloporteur. Plusieurs méthodes sont connues pour atteindre artificiellement cette condition.

La première méthode consiste à soulever le vase d'expansion de 0,8 m par rapport au point le plus élevé de la canalisation. Ceci ne peut être réalisé que dans une maison où les plafonds le permettent. Une bonne solution serait d'installer le vase d'expansion dans le grenier. Mais dans ce cas, il faudra isoler le toit pour éviter des pertes de chaleur excessives.

La deuxième méthode consiste à déplacer le tuyau du vase d'expansion depuis la colonne montante d'alimentation et à le raccorder à l'endroit où se trouve la tubulure d'aspiration de la pompe à proximité. Cela permet de créer des conditions idéales pour la circulation forcée de l'eau chaude dans le système de chauffage de la maison.

La pompe peut être installée directement dans le tuyau d'alimentation. Cette solution ne sera appropriée que si l'équipement de circulation peut supporter la température maximale possible du caloporteur.

Des recommandations détaillées pour l'installation de la pompe, le schéma de raccordement et les instructions de montage étape par étape sont présentées dans l’article suivant.

Règles et nuances de l'utilisation de l'équipement

La pompe de circulation ne s'achète pas pour un an ni même pour deux. Par conséquent, chaque propriétaire de maison de campagne doit veiller à ce que l'équipement fonctionne correctement pendant de nombreuses années. La fiabilité et le bon fonctionnement de l'appareil ne peuvent être obtenus que par un entretien correct et régulier.

Dans la liste des règles de base pour l'utilisation de la pompe de chauffage, il faut inclure les aspects suivants :

• il est interdit de mettre l'appareil en marche avec un débit nul ;
• s'assurer que l'équipement est mis à la terre ;
• vérifier que le moteur électrique ne chauffe pas au-dessus de la norme admissible ;
• vérifier la connexion dans le boîtier de bornes pour détecter d'éventuels dommages/absence de dommages, et tous les câbles doivent être complètement secs ;
• s'assurer qu'aucun bruit ou vibration anormal ne se produit lors du démarrage de l'appareil ;
• l'équipement doit fonctionner avec le niveau de débit de fluide caloporteur recommandé par le fabricant ;
• il est interdit de faire fonctionner la pompe de circulation sans eau.

Si l'équipement reste inactif pendant une longue période, il est recommandé de l'allumer 10 à 30 minutes chaque mois. Cette règle simple permet d'éviter l'oxydation et, par conséquent, le blocage de l'arbre.

En cas d'apparition de dysfonctionnements ou de problèmes de fonctionnement de la pompe, il convient d'appeler un technicien dans les plus brefs délais. Cela permettra d'éviter de nombreux problèmes et des dépenses financières imprévues.

Une attention particulière doit être accordée à la température du fluide caloporteur. Elle ne doit pas dépasser 60-65 degrés Celsius. Si vous négligez cette règle, des dépôts se formeront dans les tuyaux et à l’intérieur de la pompe, ce qui affectera négativement le fonctionnement de l’ensemble du système de chauffage.

Pannes fréquentes

Le problème le plus courant qui entraîne une panne de l'équipement assurant le pompage forcé du caloporteur est son inactivité prolongée.

Le plus souvent, le système de chauffage est utilisé activement en hiver et est éteint pendant la saison chaude. Mais comme l'eau n'y est pas parfaitement propre, des sédiments se déposent dans les tuyaux avec le temps. En raison de l'accumulation de sels de dureté entre la roue et la pompe, l'appareil cesse de fonctionner et peut tomber en panne.

Le problème susmentionné se résout assez facilement. Pour ce faire, il faut essayer de démarrer l'équipement soi-même en dévissant l'écrou et en tournant manuellement l'arbre de la pompe. Souvent, cette action est plus que suffisante.

Si l'appareil ne démarre toujours pas, la seule solution sera de démonter le rotor et de nettoyer soigneusement la pompe des dépôts de sels accumulés.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Une vidéo explique le calcul des performances de l'équipement de circulation :

Une installation correcte est la clé d'un excellent fonctionnement de tout appareil. Les particularités du montage d'une pompe de chauffage sont présentées dans la vidéo :

Un système de chauffage utilisant une pompe pour organiser la circulation du caloporteur présente de nombreux avantages. Mais pour l'installer correctement, vous devrez consacrer un peu de temps à l'étude des nuances et au choix de l'équipement. Ce n'est qu'ainsi que vous pourrez rendre votre maison vraiment chaleureuse et confortable.

Vous souhaitez ajouter une pompe à votre système de chauffage, mais vous doutez des calculs ? Posez vos questions dans la section des commentaires – nos experts essaieront de vous aider.

Ou peut-être souhaitez-vous compléter notre article avec des remarques utiles ? Ou proposer une autre méthode de calcul de la pompe de chauffage ? Écrivez vos remarques et recommandations sous cet article.