Vanne thermostatique pour radiateur de chauffage : fonction, types, principe de fonctionnement + installation

On ne peut pas qualifier un système de chauffage standard de flexible. Pour régler les paramètres de fonctionnement des radiateurs, divers dispositifs ont été conçus.

L'un de ces dispositifs est la vanne thermostatique pour radiateurs de chauffage. Vous l'utilisez pour réguler la puissance calorifique du système en fonction des conditions météorologiques. Dans cet article, vous découvrirez la structure et le principe de fonctionnement de la vanne thermostatique, vous vous familiariserez avec les différentes variétés et les principaux fabricants.

Vous trouverez également des recommandations d'installation, avec des photos et vidéos explicatives sur le montage et la vitesse de réponse des appareils de différentes marques.

À quoi sert une vanne thermostatique ?

La vanne remplit deux fonctions : maintenir la température ambiante à un niveau confortable et économiser l'énergie.

Mais pour qu'elle remplisse véritablement ces fonctions, vous devez comprendre dans quels cas l'appareil est approprié et comment l'installer correctement.

Si au milieu de l'hiver vous devez ouvrir les fenêtres pour que la température de la pièce descende à un niveau acceptable, le thermostat est clairement nécessaire. Mais il ne vous aidera pas lorsque les radiateurs sont à peine tièdes — avec lui, il pourrait faire encore plus froid.

Dans le second cas, il est préférable d'essayer de régler la température de la pièce différemment : modifier le volume du fluide caloporteur dans chaque radiateur, ajuster le fonctionnement de la chaudière (pour une grande surface), sélectionner une pompe de circulation optimale ou ajuster le fonctionnement de celle existante.

Le prix du thermostat se situe dans une fourchette de quelques euros (2-6 €), donc la modernisation du système de chauffage ne coûtera pas cher. Mais il existe aussi des modèles coûteux.

Comme mesure temporaire, on peut utiliser une vanne de réglage. En revanche, il n'est pas recommandé d'utiliser des robinets à boisseau sphérique à ces fins.

Structure et particularités de fonctionnement de l'appareil

Examinons comment est conçue et selon quel principe fonctionne la vanne thermostatique.

Comment est conçue la vanne thermostatique ?

L'appareil se compose de deux éléments de travail principaux — une vanne et une tête thermostatique. La première est le plus souvent en laiton, parfois nickelé, sa partie inférieure bloque le tuyau, tandis que la partie supérieure prolonge la tige de pression et le ressort.

Les vannes peuvent également être en bronze (nickelé ou chromé) ainsi qu'en inox. Ces dernières sont rares et coûteuses.

Que se passe-t-il à l'intérieur de la vanne ? Dans le dispositif de la tête, un élément sensible est présent. Il est situé dans une cavité contenant du gaz ou du liquide (soufflet).

Le chauffage provoque une dilatation dans ce milieu, l'élément est poussé vers l'avant, appuie sur la tige, le ressort, puis sur la vanne. La force de pression détermine le degré d'obturation.

La figure montre un dispositif avec du liquide dans le soufflet. Les thermostats à gaz réagissent plus rapidement aux variations de température (5-10 min), mais ils sont aussi plus chers. Il n'y a pas de différence notable à l'utilisation.

La partie supplémentaire du thermostat est un bouchon ou une poignée avec une échelle. Certains appareils sont dotés de régulateurs électroniques.

Principe de fonctionnement de l'appareil

Analysons en détail le principe de fonctionnement des vannes thermostatiques pour radiateurs. Le mécanisme de leur action se présente schématiquement ainsi : lorsque la température du fluide caloporteur ou de l'air ambiant change, le gaz ou le liquide dans la tête réagit à ces variations.

L'élément sensible agit sur la tige de pression, qui monte ou descend. Lorsque la tige descend, la vanne bloque le flux de fluide caloporteur, ce qui arrête l'apport de chaleur et ralentit la vitesse de circulation. Aucune chaleur n'arrive dans le radiateur, donc la température dans la pièce n'augmente pas.

Et il est important de distinguer la vanne thermostatique de la vanne de réglage. Cette dernière permet de réduire la capacité de débit de la vanne et ainsi de réguler la température des radiateurs.

En tournant le régulateur ou en saisissant une valeur numérique sur le panneau, l'utilisateur définit la valeur de pression initiale dans la tête thermostatique, à laquelle elle s'adapte pendant le fonctionnement.

La vanne de réglage n'a pas de tête thermostatique. Le thermostat, quant à lui, est ouvert ou fermé, il est commandé par la tête thermostatique, il ne modifie pas le volume du fluide caloporteur, mais seulement active ou désactive son alimentation.

Analysons le principe de fonctionnement d'une vanne thermostatique à l'aide d'un exemple. Ainsi, réglez l'appareil sur la température recommandée de 20 degrés. Il s'agit généralement du chiffre trois ou du point le plus grand sur l'échelle du régulateur.

Que se passe-t-il à l'intérieur de l'appareil ? Si l'air ambiant chauffe la tête jusqu'à 21 degrés, c'est-à-dire qu'il augmente la température réglée d'un degré, elle appuie sur la tige, l'alimentation en fluide caloporteur du radiateur est complètement bloquée par la vanne.

Le radiateur ne chauffe pas, la température de la pièce commence à baisser. Lorsque la température ambiante descend à 19 degrés, la vanne thermostatique s'ouvre et le radiateur commence à chauffer.

Vous découvrirez les variétés d'appareils.

Selon le mode de réglage, les vannes se divisent en mécaniques et automatiques. Les premières nécessitent une rotation manuelle du mécanisme de rétrécissement du débit dans les tuyaux.

Les deux appareils remplissent la même fonction : ajuster l'apport de fluide caloporteur au radiateur en fonction des paramètres définis par l'utilisateur, mais l'utilisation de l'automatisme est moins contraignante.

Les modèles automatiques ne nécessitent pas de réglage manuel. Lorsque la température autour du thermostat diminue, ils le détectent automatiquement et ajustent le flux de fluide caloporteur.

Les fabricants proposent également différentes conceptions de thermostats :

• Vannes standard pour systèmes bitubes — dispositif le plus simple. Si un équilibrage hydraulique des radiateurs sur une même branche est nécessaire, il est recommandé d'ajouter au schéma une vanne de réglage et d'arrêt sur le départ (retour).
• Avec réglage hydraulique intégré ou apparent — ces appareils sont équipés d'un raccord avec tige interne, permettant ainsi un réglage hydraulique.
• Pour systèmes monotubes et gravitaires — grâce à un passage élargi, le débit de ces dispositifs est augmenté jusqu'à 5,1 m³/h, ils peuvent donc être installés dans des systèmes sans pression.
• Les vannes à 3 voies pour les schémas avec bypass — elles savent réguler et distribuer le fluide caloporteur en liaison avec le bypass. Lorsque la température définie atteint la vanne, le fluide caloporteur est envoyé dans le bypass, lorsqu'elle chute, le bypass est partiellement fermé.

En proportion, il y a beaucoup plus de vannes thermostatiques pour les systèmes bitubes que pour les systèmes monotubes, et ces derniers représentent environ 80 % dans notre pays.

Cela est dû au fait que l'appareil a été initialement conçu pour les premiers, où le fluide caloporteur est distribué de force sous haute pression. Le préréglage des vannes est justement destiné à répartir uniformément la pression dans le système.

Les vannes pour systèmes monotubes ne sont proposées que par certains fabricants – Heiz, Danfoss, Heimeier, Oventrop.

Dans les schémas à un tube, il ne faut pas utiliser de thermostats « bitubes » ordinaires : ils ont un débit plus faible, ils ne peuvent fonctionner qu'avec une grande différence de pression entre l'aller et le retour, ce qui risque de rediriger le fluide caloporteur vers le by-pass.

Extérieurement, les vannes « monotubes » sont de plus grande taille.

Les vannes 3 voies sont appropriées dans les schémas avec chaudière à combustible solide, ainsi que pour la séparation des flux, le raccordement by-pass des radiateurs. L'appareil peut également être utilisé dans une distribution monotube.

Les vannes thermostatiques se distinguent également par leur forme. Elles peuvent être droites, coudées ou faire partie de jeux avec des ponts pour les tuyaux. Les droites conviennent aux radiateurs ordinaires. Les coudées sont nécessaires dans les schémas avec alimentation inférieure des tuyaux, lorsque le système de chauffage est partiellement dissimulé sous le plancher.

Une variété distincte de vannes thermostatiques est électronique. Elles offrent des fonctionnalités plus vastes que les modèles ordinaires. Avec elles, vous pouvez régler différentes températures dans la pièce pour chaque jour de la semaine et même par heure.

Les têtes thermostatiques électroniques sont plus chères et plus grandes que les modèles ordinaires : à l'intérieur du boîtier se trouve un compartiment pour deux piles. Il existe des modèles avec des unités de commande amovibles et intégrées.

Les thermostats électroniques permettent une économie substantielle de la consommation de fluide caloporteur. Si de 8 h à 18 h, personne n'est dans l'appartement ou la maison, l'appareil maintiendra fidèlement une température minimale. Et à l'arrivée des propriétaires, il chauffera les pièces à un niveau confortable.

Il existe également des vannes avec un boîtier antivandalisme. Elles sont solidement protégées contre les interventions non qualifiées et conviennent à une installation aussi bien dans une maison avec de jeunes enfants que dans les jardins d'enfants et les écoles.

Particularités de l'installation et du raccordement de la vanne

L'appareil est simple en soi, mais une attention particulière doit être accordée à l'installation et à l'étalonnage de la vanne thermostatique sur les radiateurs. Un montage correct garantit la précision du fonctionnement de l'appareil.

Quels facteurs prendre en compte lors de l'installation ? Le type de vanne thermostatique - pour système monotube ou bitube. De plus, le sens de circulation du fluide caloporteur - il arrive par le bas ou par le haut.

Sur la vanne elle-même, le sens de circulation du fluide caloporteur est indiqué par une flèche. C'est selon ce repère qu'il faut effectuer l'installation des thermostats sur les radiateurs, sinon l'appareil ne fonctionnera pas correctement.

Les tuyaux d'alimentation en eau chaude vers le radiateur sont amenés de différentes manières. Cela dépend du schéma de chauffage. Les emplacements des bouchons et des thermostats sont également différents. La recommandation générale pour la plupart des modèles de thermostats est de les placer entre 40 et 60 cm du niveau du sol.

L'algorithme de montage est approximativement le suivant :

1. Déconnectez le radiateur du système de chauffage et vidangez l'eau.
2. Retirez le tronçon de tuyau horizontal et le robinet également.
3. On peut monter le thermostat également dans le bouchon du radiateur, si on installe un robinet d'arrêt devant lui. Ou faire un raccordement dans la partie horizontale du tuyau devant le radiateur.
4. L'étanchéité des joints est importante. On l'assure par un enroulement standard de ruban FUM sur la partie filetée.

Le schéma de raccordement traditionnel est le suivant : bypass — vanne à bille — thermostat.

Encore un point : il existe des systèmes où, dans différentes pièces, le fluide caloporteur circule dans des directions différentes. Cela est particulièrement pertinent pour les colonnes en forme de U.

Nuances d'installation pour les systèmes monotubes et bitubes

Dans un système monotube, l'eau chaude circule dans un seul tuyau avec des radiateurs connectés en série. Le tuyau de fluide caloporteur entre dans la partie supérieure des radiateurs. Ce dernier circule à travers l'installation, sort par le bas du même côté et se dirige vers la conduite principale.

Un système monotube est considéré comme idéal pour une maison individuelle ou un immeuble résidentiel jusqu'à 5 étages. Dans les autres cas, il est recommandé d'installer un système bitube.

Dans un système monotube, le thermostat est placé sur un by-pass non régulé. Cette dérivation relie le tuyau d'alimentation et le retour, de sorte que l'eau chaude circule librement après le blocage de la pression par la vanne.

Cette dérivation peut être soudée au tuyau soi-même, pour cela un tronçon de tuyau d'un diamètre maximal de 8 cm convient. Il faut alors préparer les trous aux emplacements appropriés.

Schémas standard et recommandés pour l'installation du thermostat pour les systèmes de chauffage monotube et bitube. L'illustration montre comment raccorder le robinet avec une dérivation (by-pass) et un robinet de vidange inférieur.

Dans un système bitube, le fluide caloporteur arrive au radiateur par un tuyau et est évacué par un autre. Le bypass n'est pas nécessaire, la vanne thermostatique doit être installée sur le tuyau d'alimentation en eau.

Règles de réglage du fonctionnement de l'appareil

Après l'installation, vous devez régler le fonctionnement de l'appareil. Pour cela, fermez d'abord les fenêtres et les portes — isolez la pièce pour éviter les pertes de chaleur.

Procédez ensuite comme suit :

1. Allumez le chauffage.
2. Réglez le robinet sur la position de dégagement thermique maximum, mesurez la température.
3. Attendez que la température dans la pièce augmente de 5 degrés et devienne constante.
4. Fermez le robinet et attendez d'atteindre une température confortable.
5. Ensuite, ouvrez progressivement le thermostat jusqu'à entendre le bruit de l'eau qui passe. Le corps de l'appareil lui-même doit devenir chaud.
6. La dernière position doit être mémorisée.

Dans une maison individuelle, avant le réglage, il faut impérativement purger l'air des radiateurs. Il faut être très prudent pour éviter tout rejet de vapeur chaude.

Lorsque plus de trois radiateurs sont raccordés à la chaudière, chaque thermostat doit être ouvert à un niveau différent afin que la chaleur soit répartie uniformément dans les pièces.

Le réglage commence par la pièce la plus froide. Il faut bien la chauffer avant de passer aux autres pièces.

Erreurs fréquentes d'installation et problèmes possibles

La première erreur est de placer la tête thermostatique verticalement. Le problème vient du robinet métallique chaud sous la tête : il émet un flux d'air chaud vers le haut.

Cet air chauffe la tête, ce qui la fait couper par erreur le radiateur. En conséquence, le radiateur est presque toujours éteint et la pièce ne se réchauffe pas. L'appareil doit être installé horizontalement (la «tête» vers la pièce).

Dans le manuel du thermostat, les schémas montrent comment et où l'installer dans différents cas, mais il n'y a aucun schéma avec une disposition verticale. Si l'installation verticale n'est pas possible, il faut utiliser des appareils avec capteurs déportés.

La deuxième erreur est de placer le thermostat dans un endroit où la température diffère de la température réelle de la pièce. Exemple : dans une niche avec un radiateur. Dans ce cas, la tête aura toujours « chaud ».

Un dysfonctionnement important de son fonctionnement se produira également si elle est placée derrière des rideaux épais, sous les rebords de fenêtre, sur les bords des ouvertures de fenêtre.

S'il n'est pas possible de positionner le thermostat autrement, le modèle avec capteur déporté vous sauvera encore une fois. Ils se distinguent des appareils classiques par la présence d'un tube capillaire d'environ 2 mètres avec un capteur de température à son extrémité. Vous pouvez fixer un tel appareil sur un mur éloigné de la fenêtre et du radiateur.

Les modèles avec élément déporté déterminent la température plus précisément que les appareils ordinaires grâce à leur emplacement éloigné du radiateur, mais ils coûtent aussi beaucoup plus cher.

Il existe également dans le commerce des têtes avec des régulateurs déportés, qui peuvent être installées n'importe où jusqu'à 15 m du radiateur et de la vanne. Il existe également des têtes électroniques contrôlées par des thermo-ordinateurs.

La vanne thermostatique ferme complètement le flux de fluide caloporteur. Si dans un système de chauffage en étoile tous les appareils le font simultanément, cela posera des problèmes avec la chaudière. Une solution possible est de placer des vannes de décharge sur les circuits.

S'il y a 2-3 radiateurs dans une pièce, est-il judicieux d'installer des thermostats sur chaque radiateur ? N'y aura-t-il pas de conflit entre eux ? Dans ce cas, il faut effectuer un équilibrage avec des vannes de réglage (robinets à bille).

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Qu'est-ce qu'une tête thermostatique, à quoi sert-elle et comment fonctionne-t-elle ?

Analyse d'un système prêt à l'emploi avec une vanne thermostatique.

Test de la vitesse de réaction de têtes thermostatiques de 4 fabricants.

L'utilisation de vannes thermostatiques pour radiateurs permet de rendre le système de chauffage aussi flexible que possible.

Grâce à elles, vous pouvez régler la température de radiateurs individuels afin de maintenir constamment un microclimat confortable dans la pièce. Mais il est important de prendre en compte la pertinence de l'installation de tels appareils, de réaliser correctement leur montage et leur réglage.

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