Comment réaliser le raccordement d'une chaudière en polypropylène : règles de construction du circuit PP

Les systèmes techniques constitués de tubes en polypropylène à prix abordable peuvent durer jusqu'à un demi-siècle. Les produits tubulaires en polymère sont extrêmement simples à installer, seul un fer à souder est nécessaire pour les assembler. Mais ce matériau est-il adapté aux systèmes de chauffage ? Le raccordement de la chaudière en polypropylène sera-t-il durable et fiable ?

Si tout est fait conformément à la technologie, les canalisations en plastique acheminent tout à fait correctement le caloporteur jusqu'aux radiateurs.

Qu'est-ce que le raccordement de la chaudière et de quoi se compose-t-il ?

Le raccordement est un ensemble d'équipements thermotechniques assurant le transport de l'eau chauffée jusqu'aux radiateurs et le fonctionnement sans panne du chauffe-eau lui-même.

D'une part, il permet de répartir uniformément la chaleur dans les pièces de la maison, et d'autre part, il augmente la fiabilité de tout le système de chauffage en protégeant la chaudière de la surchauffe et de la surconsommation de combustible.

La conception du raccordement de l'équipement de la chaudière comporte certaines particularités :

De plus, par cerclage de l'appareil de chauffage, vous devez comprendre le calcul des paramètres de tous les éléments du réseau de chaleur intérieur et leur montage. Le système de chauffage doit fonctionner non seulement de manière fiable, mais aussi correctement. Un grand nombre de dispositifs supplémentaires et un câblage complexe peuvent sérieusement réduire son efficacité. Vous devez tout faire avec compétence.

Un raccordement correct augmente le rendement du chauffe-eau et la fiabilité de son fonctionnement

Il n'existe tout simplement pas de solutions de systèmes de chauffage optimales et prêtes à l'emploi pour tous les bâtiments sans exception. Pour obtenir un rendement maximal d'une chaudière spécifique, il est nécessaire de préparer un projet de réseau de chauffage intérieur individuellement pour chaque maison. Mais il existe un certain ensemble de règles standard et une liste d'équipements typiques.

Dans le schéma le plus simple de raccordement d'une chaudière de chauffage avec circulation gravitaire du fluide caloporteur, un minimum de dispositifs de fermeture et de régulation (+)

En fonction du type de combustible utilisé, de la superficie de la maison, du modèle du chauffage et de son emplacement, le raccordement en polypropylène se fait selon différents schémas.

Mais dans tous, on trouve :

1. Chaudière (monocircuit ou bicircuit).
2. Vase d'expansion. Hydraulique à membrane ou réservoir ordinaire selon le type de système de chauffage.
3. Tubes en polypropylène et raccords.
4. Radiateurs (en fonte, acier, aluminium, bimétalliques).
5. By-pass (tronçons de canalisation permettant de déconnecter des appareils individuels du circuit). Recommandés pour tous les types de réseaux, mais pas toujours utilisés dans les schémas simples à circulation directe.

Selon le principe de mouvement du fluide caloporteur, les circuits de chauffage sont divisés en systèmes à circulation naturelle (gravitaire) et artificielle (par pompe ou forcée).

La pompe de circulation – est un composant obligatoire du chauffage de type forcé. Elle est nécessaire pour stimuler le mouvement du fluide caloporteur (+)

Dans un réseau de chauffage de type forcé, l'ensemble mentionné ci-dessus est complété par :

• Purgeur d'air (robinet de purge).
• Pompe de circulation.

Dans un schéma avec alimentation en fluide caloporteur de chaque appareil par des conduites d'alimentation et de retour qui lui sont propres, un collecteur – dispositif de distribution – est obligatoirement inclus.

Dans les circuits de chauffage nécessitant un réglage obligatoire des caractéristiques qualitatives et quantitatives du liquide ou de la vapeur en circulation, des instruments de contrôle sont intégrés :

• Manomètre.
• Thermostat.
• Séparateur hydraulique, si nécessaire pour équilibrer la pression.

Dans un système à circulation forcée du caloporteur, pour maintenir la pression définie, vous installez un réservoir d'expansion à membrane. Dans son équivalent gravitaire, un simple réservoir ouvert sans aucune pièce intérieure suffira.

Le vase d'expansion des systèmes à mouvement naturel de l'eau est en contact avec l'air ambiant, ce qui peut provoquer une saturation en air. Pour éviter ce phénomène, les systèmes sont complétés par un circuit d'air qui collecte et évacue l'air.

Le vase d'expansion d'un système de chauffage simple à circulation naturelle est un réservoir ordinaire avec deux tubes vissés ou soudés. L'un d'eux – le tube d'alimentation, l'autre – le tube de signalisation, qui indique le remplissage du réservoir par l'eau dilatée par la chaleur. Dans une version plus complexe du vase, quatre tubes sont vissés.

Lorsque le volume du fluide caloporteur dépasse la normale, l'excédent est simplement évacué par le tube de signalisation. Par la suite, le fluide se dilate de la même manière et retrouve son volume initial, mais il n'y aura plus de débordement dans le tube de signalisation. L'air est évacué spontanément de la même manière, donc l'installation de robinets Maïevski n'est pas nécessaire.

Entre la chaudière et les tubes en polypropylène, on installe un groupe de contrôle et de sécurité composé de divers capteurs, régulateurs et vannes de sécurité.

Les pompes de circulation ne sont pas utilisées dans les circuits basés sur le principe de mouvement naturel du fluide caloporteur. Dans un tel système, l'eau se déplace sous l'effet de la gravité.

Aucun compresseur de pression supplémentaire n'est nécessaire. D'une part, cela augmente la fiabilité du chauffage (il n'y a rien à casser), d'autre part, cela réduit la qualité du chauffage des pièces éloignées dans la maison (le fluide caloporteur arrive déjà refroidi aux plus éloignées).

Les subtilités du montage d'un système de chauffage en tubes polypropylène vous sont décrites en détail dans l'un des articles populaires publiés sur notre site.

Les tubes en polypropylène dans les systèmes de chauffage

Les raccords et tubes en polypropylène (PPR) sont populaires en raison de leur faible coût et de leur facilité d'installation. Ils ne sont pas sujets à la corrosion, ont des parois intérieures lisses et durent au moins 50 ans comme annoncé par le fabricant.

Il existe plusieurs types de ces tubes, qui diffèrent par leurs caractéristiques techniques et leur destination.

Dans la construction de systèmes de chauffage, ainsi que dans la réalisation de circuits d'eau chaude sanitaire (ECS) ayant des paramètres de fonctionnement similaires, on utilise :

• Tubes avec marquage PN 25. Produits renforcés avec une feuille d'aluminium. Utilisés dans les systèmes à pression nominale jusqu'à 2,5 MPa. Température de fonctionnement maximale +95 °C.
• Tubes avec marquage PN 20. Version renforcée, utilisée dans les branches d'eau chaude sanitaire des chaudières à double circuit. Ils fonctionneront pendant la durée de vie annoncée par le fabricant si la température du fluide caloporteur ne dépasse pas +80 °C et la pression ne dépasse pas 2 MPa.
• Tubes avec marquage PN 10. Produits polymères à paroi mince. Utilisés si la chaudière fournit le fluide caloporteur au système de plancher chauffant à eau. Température de fonctionnement ne dépassant pas +45 °C, pression nominale jusqu'à 1 MPa.

Les tubes polymères conviennent à tous les types de pose connus : apparents et encastrés. Mais ce matériau a un grand coefficient de dilatation thermique. Lorsqu'ils sont chauffés, ces produits commencent à légèrement s'allonger. Cet effet est appelé dilatation thermique linéaire ; il doit être pris en compte lors de la construction des canalisations.

Le raccordement de la chaudière doit être effectué avec des tubes en polypropylène qui portent dans leur marquage une classe de service 5, une pression de service de 4 à 6 atmosphères et une pression nominale PN de 25 et plus.

Pour éviter la détérioration des canalisations de chauffage en polypropylène, il est possible d'installer des boucles de compensation. Mais il est plus simple d'utiliser des tubes multicouches, dont le renforcement est spécialement conçu pour compenser cet allongement. La couche de feuille d'aluminium à l'intérieur des tubes en polypropylène PN 25 réduit leur dilatation thermique de moitié, et les fibres de verre la réduisent d'un facteur cinq.

Particularités de l'installation des canalisations PPR

Lors de la réalisation du cerclage de la chaudière, les tubes et raccords en polypropylène sont principalement assemblés par soudure à froid ou à chaud ; en cas de raccordement à des canalisations métalliques, vous utilisez des raccords filetés. Le vissage est beaucoup plus pratique, mais à cause d'eux, l'assemblage du système vous coûtera nettement plus cher.

En effet, si l'on souhaite raccorder une canalisation en polypropylène à une canalisation métallique, les raccords filetés sont indispensables.

Pour former des raccords linéaires et nodaux de tubes en polypropylène, une large gamme de raccords est disponible.

“À chaud”, on soude à l'aide d'un appareil spécial (fer à souder, “fer”). Les tuyaux sont chauffés à l'aide d'une buse appropriée jusqu'à la température de fusion de 260 degrés, puis les pièces aux bords ramollis sont pressées les unes contre les autres. Le résultat est une connexion fiable et monolithique.

Avant le soudage, la feuille des tubes armés doit impérativement être décapée. Sinon, elle gênera l'assemblage des produits polymères, rendant la soudure fragile. Avec la fibre de verre, ces actions supplémentaires ne seront pas nécessaires. Elle fond tranquillement avec le plastique.

La technologie de soudage du PPR est extrêmement simple, tous les travaux peuvent être effectués par soi-même (+)

Le soudage à froid implique l'utilisation d'une composition adhésive spécialisée. Ces dernières années, cette méthode est rarement utilisée car le résultat n'est pas suffisamment fiable.

Dans les systèmes de chauffage, l'étanchéité des raccords filetés doit être réalisée avec du paronite ou un mastic haute température. Il ne faut pas oublier la température de service relativement élevée du fluide caloporteur.

Il y a encore un autre détail concernant l'utilisation du polypropylène pour le raccordement de la chaudière de chauffage. L'antigel avec le plastique est une assez mauvaise combinaison. Il est recommandé d'utiliser de l'eau comme fluide caloporteur pour un système de tuyaux en plastique.

Choix du schéma de distribution du système de chauffage

Il existe plusieurs options de raccordement de la chaudière en polypropylène. Pour chaque maison, ce schéma est choisi individuellement. Ce qui est optimal dans un bâtiment peut être peu efficace dans un autre.

De plus, les systèmes de chauffage selon le principe de circulation de l'eau se divisent en : systèmes forcés avec pompe hydraulique et systèmes gravitaires (par gravité, naturels). Il existe également une classification selon la disposition des canalisations. Selon leur structure, ils peuvent être monotubes ou bitubes, collecteurs rayonnants ou analogues à boucles fermées.

Quoi de mieux : gravitaire ou pompe ?

Dans un circuit gravitaire, l'eau chauffée circule par gravité du chaudron vers les radiateurs. Le caloporteur chaud, ayant une température élevée, cherche toujours à remplacer le liquide plus froid. Ce système de cerclage de la chaudière de chauffage est le plus simple que vous puissiez assembler. En plus du chauffage, il contient des tubes en polypropylène, des radiateurs et un réservoir d'expansion.

Dans la variante avec distribution par le haut, l'eau après chauffage monte jusqu'au point le plus haut – dans le vase d'expansion, et de là descend vers les radiateurs. Après avoir cédé sa chaleur, elle retourne dans la chaudière où elle est à nouveau chauffée, puis commence un nouveau cycle.

Selon ce schéma, le chauffage est installé dans de nombreuses maisons des villages de notre pays. On y utilise un poêle à combustible solide. C'est la méthode la plus simple et la moins coûteuse pour organiser le chauffage d'un petit cottage. Cependant, elle présente des limitations tant en ce qui concerne le nombre de radiateurs raccordables que l'éloignement du plus éloigné d'entre eux par rapport au chauffe-eau.

Le schéma avec circulation naturelle de l'eau est le plus simple de toutes les options possibles ; il comporte un minimum de nœuds et de points de raccordement des tuyaux en polypropylène.

Le système forcé est plus complexe et coûteux. Cependant, il simplifie considérablement pour vous la création de températures confortables dans les pièces individuelles. Dans celui-ci, le caloporteur se déplace grâce à la stimulation de son mouvement par une pompe.

Le choix du schéma de distribution des tuyaux en polypropylène et de la chaudière elle-même sont étroitement liés. Le système à circulation naturelle est indépendant de l'énergie. Si le chauffe-eau n'a pas besoin d'alimentation électrique, même en cas de coupure de courant, la maison sera chauffée.

Dans le schéma forcé, la pompe nécessite une alimentation électrique constante pour fonctionner. Il est donc préférable de choisir une chaudière dépendante de l'électricité, qui offre des fonctionnalités supplémentaires. Mais pour se prémunir contre les problèmes de tension, il faudra acheter un générateur de secours ou un onduleur.

Quel schéma de chauffage choisir de préférence ?

Il existe de nombreuses façons de distribuer les canalisations en polypropylène de la chaudière aux radiateurs de chauffage.

Mais tous ces schémas se divisent en :

• monotubes ;
• bitubes.

Dans les systèmes monotubes, l'eau chauffée fournie comme caloporteur est amenée et évacuée par un seul tube. Dans les systèmes bitubes, vous construisez des conduites séparées pour l'alimentation en caloporteur et le retour, c'est-à-dire l'évacuation de l'eau refroidie vers la chaudière pour le chauffage.

Selon la méthode de connexion des composants de travail, les circuits de chauffage sont divisés en :

• à té ;
• à collecteurs.

Les types à té peuvent être utilisés aussi bien en circulation gravitaire qu'en circulation forcée. Le schéma à collecteurs ne peut fonctionner qu'avec une pompe de circulation.

Le schéma monotube est a priori moins cher que le bitube, mais le radiateur le plus éloigné de la chaudière dans la chaîne reçoit un minimum d'énergie thermique (+)

La méthode monotube implique la pose d'une seule conduite en boucle et le raccordement en série des radiateurs. Dans le schéma bitube, deux conduites indépendantes partent de la chaudière : une pour l'eau chaude et une pour le retour. Les radiateurs sont ensuite raccordés à celles-ci.

Lors d'un cerclage par collecteur, vous intégrez un ou deux collecteurs dans le système, à partir desquels vous acheminez des tubes individuels vers chaque radiateur. De plus, un tel répartiteur vous permet de raccorder au chaudron un « plancher chauffant », réalisé lui aussi en PPR.

Le réseau de collecteurs permet de créer des systèmes de chauffage efficaces pour les maisons de grande superficie et de différents niveaux (+)

L'utilisation de collecteurs et de colonnes montantes séparées pour chaque radiateur entraîne une augmentation significative du coût de la conception et de l'installation. Lors de la phase de préparation du projet, des calculs plus complexes sont nécessaires. Et lors de l'assemblage, un volume beaucoup plus important de polypropylène est consommé. Mais en contrepartie, on obtient un système dont chaque partie peut être ajustée aux conditions et exigences spécifiques.

Circuit en polypropylène pour différentes chaudières

La plupart des fabricants de chauffe-eau recommandent de faire le premier mètre de la canalisation en métal. Cela concerne particulièrement les appareils à combustible solide avec une température de sortie d'eau plus élevée. Lors du raccordement, le polypropylène doit être connecté à cette dérivation, sinon, en cas de dysfonctionnement de la chaudière, il subira un choc thermique et pourrait éclater.

Option #1 : Chauffe-eau à gaz

Il est recommandé d'effectuer le raccordement de la chaudière à gaz en polypropylène à l'aide d'un séparateur hydraulique et d'un collecteur. Souvent, les modèles à gaz sont déjà équipés de pompes intégrées pour le refoulement de l'eau. Pratiquement tous sont initialement conçus pour des systèmes à circulation forcée.

Le schéma le plus fiable en termes de sécurité est celui avec un équipement de circulation pour chaque circuit après le collecteur.

Dans ce cas, la pompe intégrée va pressuriser une petite section de la canalisation de la chaudière au répartiteur, puis vous mettrez en service des pompes supplémentaires. C'est sur elles que reposera la charge principale de pompage du caloporteur.

Il est possible de raccorder une chaudière à gaz en polypropylène sans longs tuyaux métalliques, car l'eau dans un tel chauffage atteint rarement 75 à 80 degrés.

Si la chaudière à gaz possède un échangeur de chaleur en fonte, lors de son raccordement, il convient d'installer un accumulateur de chaleur supplémentaire dans le système. Il atténuera les fortes variations de température de l'eau, qui ont un impact négatif sur la fonte. En cas de chauffage ou de refroidissement brusque du liquide de refroidissement, il pourrait même éclater.

Lors du raccordement d'un appareil à double circuit avec chauffage parallèle de l'eau pour l'ECS, il faudra en outre installer des filtres à purification fine et grossière sur cette dérivation. Il convient également de les monter à l'entrée du chauffe-eau, où l'eau froide est amenée.

Option #2 : Modèle à combustible solide

La principale caractéristique d'une chaudière à combustible solide est son inertie lors de l'arrêt de l'alimentation en combustible. Tant que tout ce qui se trouve dans le foyer n'a pas complètement brûlé, elle continue de chauffer le liquide de refroidissement. Cela peut avoir un effet néfaste sur le polypropylène.

Lors du raccordement d'une chaudière à combustible solide, il convient de n'utiliser que des tuyaux métalliques directement reliés à celle-ci, et ce n'est qu'après un mètre et demi que l'on peut intégrer des tuyaux en polypropylène. De plus, il faut prévoir une arrivée d'eau froide de secours pour le refroidissement d'urgence de l'échangeur de chaleur, ainsi que son évacuation vers les égouts.

Le tronçon de canalisation allant de la chaudière à combustible solide jusqu'au collecteur doit être en métal, et ensuite seulement vous pouvez réaliser le raccordement en polypropylène – c'est la seule façon de protéger les tuyaux en plastique de la surchauffe.

Si le système est basé sur une circulation forcée, vous devrez impérativement installer une alimentation sans interruption pour la pompe. L'eau doit constamment évacuer la chaleur du foyer où brûle le combustible solide, même en cas de coupure de courant.

En complément, vous pouvez réaliser un petit circuit gravitaire ou équiper tous les radiateurs de bypass pour déconnecter des sections individuelles du système. En cas de panne, cela vous permettra de réparer le tronçon endommagé pendant que le chauffage fonctionne.

La chaudière à combustible solide doit être recouverte d'une enveloppe de protection qui limite la propagation de la chaleur des parois du foyer vers la chaufferie. Mais même avec celle-ci, il convient d'éloigner le collecteur et les tuyaux en plastique du poêle.

Option #3 : Appareils de chauffage au fioul et électriques

Une chaudière à huile usagée ou au diesel est raccordée en polypropylène selon le même schéma que son homologue à combustible solide. Le polymère doit être éloigné d'elle à la distance maximale possible.

Lors du raccordement d'une chaudière électrique en PPR, vous pouvez ne pas vous soucier des ruptures de tuyaux, car elle est équipée d'un automatisme de protection qui empêche l'eau d'atteindre l'ébullition.

Le chauffage du caloporteur dans le chauffe-eau à l'électricité à des températures critiques pour le polypropylène est pratiquement exclu. En cas de perte de tension, il cesse simplement de fonctionner. Dans ce cas, les tuyaux sont protégés des coups de bélier par un accumulateur hydraulique et des soupapes de décharge de pression.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Vidéo #1. Comment choisir des tuyaux en PPR :

Vidéo #2. Technique de raccordement d'une chaudière à combustible solide :

Vidéo #3. Comment raccorder un appareil de chauffage dans un cottage à deux étages :

En choisissant un schéma de raccordement de la chaudière avec des tuyaux en polypropylène, vous devez prendre en compte toutes les particularités du bâtiment. Le processus d'installation des canalisations et de raccordement des équipements est simple, même un débutant peut y parvenir.

Avec un fer à souder pour raccords et tuyaux en polypropylène, le travail est très simple. Mais la préparation du projet de système de chauffage est mieux confiée à un professionnel, les erreurs y sont inacceptables.

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