Système de chauffage par collecteur : schémas de distribution pour maisons individuelles et appartements

Le problème clé des systèmes de chauffage classiques à un ou deux tubes des maisons individuelles est le refroidissement rapide du fluide caloporteur. Vous conviendrez qu’il serait intéressant d’aménager un système dépourvu de ce défaut.

Vous souhaitez mettre en place un chauffage dans votre maison où le fluide caloporteur reste chaud le plus longtemps possible ? Nous vous aiderons à résoudre ce problème – l’article présente le système de chauffage par collecteur, qui connaît une grande popularité ces dernières années. C’est lui qui est capable de maintenir la température souhaitée à l’intérieur du circuit pendant une longue période.

Dans ce matériel, nous avons également examiné les principes qui sous-tendent le système et quel schéma de distribution est le plus pratique en termes d’installation. L’article propose des schémas et des photos thématiques, des conseils utiles et des vidéos sur les particularités du système par collecteur et les nuances de montage des radiateurs.

Structure du système par collecteur

La base du système de chauffage à collecteur et l'organe de travail principal est le nœud de distribution, communément appelé peigne du système.

Il s’agit d’un type particulier de robinetterie sanitaire destiné à distribuer le fluide caloporteur dans des boucles et des conduites indépendantes.

Le groupe collecteur comprend également : un vase d'expansion, une pompe de circulation et des dispositifs de sécurité.

L'unité de collecteur pour un système de chauffage bitube se compose de deux parties constitutives :

• Entrée – elle est raccordée à l'appareil de chauffage via le tuyau d'alimentation, reçoit et distribue le fluide caloporteur chauffé à la température requise le long du circuit.
• Sortie – elle est raccordée aux tuyaux de retour des circuits indépendants, chargée de collecter l'eau refroidie (retour) et de la rediriger vers la chaudière.

La principale différence entre une distribution de chauffage par collecteur et un raccordement séquentiel traditionnel des appareils est que chaque appareil de chauffage dans la maison possède une alimentation indépendante.

Cette solution constructive permet de contrôler la température de chaque radiateur dans la maison et, si nécessaire, de l'éteindre complètement.

Il est fréquent, lors de la conception du chauffage, d'utiliser un type de distribution mixte, dans lequel plusieurs circuits sont raccordés à l'unité, chacun étant contrôlé indépendamment. Mais à l'intérieur du circuit, les appareils de chauffage sont raccordés en série.

Le répartiteur est une section de tuyau épais équipée d'une entrée et de plusieurs sorties, dont le nombre est déterminé par le nombre de circuits raccordés.

Avantages et inconvénients du système par collecteur à faisceaux

Parmi les avantages incontestables de l'installation d'un système collecteur, il convient de souligner :

1. Facilité d'utilisation. Grâce au fait que chaque élément est contrôlé indépendamment, l'utilisateur peut régler la température à n'importe quel endroit de la maison. Et si nécessaire, éteindre facilement un ou un groupe d'appareils de chauffage dans une pièce. Pendant ce temps, la température dans les autres pièces reste inchangée.
2. Possibilité d'utiliser des tuyaux de petit diamètre. Comme chaque branche partant du collecteur alimente un seul appareil, on peut utiliser pour son installation des tuyaux de petit diamètre, faciles à dissimuler dans la chape.
3. Maintenabilité. En cas de détection de dysfonctionnements, il sera facile de déconnecter toute section de la canalisation sans interrompre le fonctionnement de l'ensemble du système.

Pour former plusieurs circuits ayant des paramètres différents, par exemple : des chutes de pression ou des températures de fluide différentes, on utilise des répartiteurs avec fonction de compensateur hydraulique.

La flèche hydraulique est une conduite volumineuse, aux sorties de laquelle sont raccordés plusieurs circuits à circulation indépendante.

L'eau chauffée par la chaudière entre dans le séparateur hydraulique. En circulant à l'intérieur de l'appareil, l'eau est prélevée à différentes distances des raccords et redistribuée dans les circuits.

Aux points de raccordement de chaque circuit après le séparateur hydraulique, leurs propres valeurs de différence de pression et de température du fluide caloporteur seront définies.

Grâce au fait que le fluide caloporteur chauffé achemine la chaleur vers les radiateurs avec moins de pertes, le rendement du système augmente. Cela permet de réduire la puissance de la chaudière et d'économiser ainsi la consommation de combustible.

Le système de chauffage dont le collecteur est l'élément principal n'est pas exempt d'inconvénients.

Parmi ceux-ci, on peut citer :

• Consommation de tuyau. Comparé au raccordement en série, la consommation de tuyau lors de l'installation d'un système à collecteurs est deux à trois fois plus élevée. La différence de coût est déterminée par la taille de la surface concernée.
• Nécessité d'utiliser des pompes de circulation. L'installation de circuits indépendants ne se fait pas sans le montage de pompes de circulation. Cela entraîne des coûts supplémentaires.

Le maillon faible du système à collecteurs est sa dépendance à l'énergie. Ainsi, même avec la chaudière en marche, en cas de panne de courant, les tuyaux resteront froids. Pour cette raison, il n'est pas recommandé d'utiliser de tels systèmes dans les zones où les coupures de courant sont fréquentes.

La pompe de circulation assure le mouvement forcé du fluide caloporteur dans un système composé de tuyaux de petit diamètre, dans lequel la résistance hydraulique totale a une valeur élevée.

Lors de la pose des circuits dans la chape de sol, il faut tenir compte du fait que toute connexion est un lieu potentiel de fuite. Et en cas de défaut, pour le réparer, il faudra ouvrir le béton monolithique. C'est déjà une opération très fastidieuse et coûteuse.

C'est pourquoi les raccordements des réseaux du système à collecteurs sont disposés exclusivement au-dessus du niveau du sol. Le plus souvent, ils sont associés à l'armoire de collecteur.

Principes d’élaboration des schémas de distribution

Il n'existe pas de normes d'agencement uniformes pour l'élaboration des schémas de distribution d'un système à collecteurs. L'équipement est choisi en fonction des tâches spécifiques.

Mais les spécialistes s'accordent sur une opinion faisant autorité : un tel système ne convient absolument pas pour le chauffage des appartements. Cela est dû à la difficulté de mise en œuvre du projet car une pièce à usage d'habitation compte généralement deux colonnes montantes ou plus.

Et l'une des conditions obligatoires pour la mise en œuvre du schéma est la nécessité de raccorder tous les radiateurs à une seule colonne montante.

Vous pourriez également trouver utile l'information sur la façon de raccorder un radiateur de chauffage.

Pour réaliser un schéma de distribution par collecteur dans un appartement, vous devrez ne laisser qu'un seul canal de chaleur, après avoir soudé les autres – il assumera toute la charge.

Si l'on soude tous les autres canaux d'alimentation en eau de sorte qu'une seule colonne montante prenne toute la charge, il se forme un circuit hydraulique fermé dans un seul appartement. Tous les appareils de chauffage situés au-dessus de la colonne montante seront coupés du système et ne recevront pas la chaleur souhaitée.

Les résidents vivant au-dessus découvriront tôt ou tard la cause de ce phénomène, et le schéma devra être refait de force, en déboursant une somme non négligeable.

Il est permis d'installer une distribution par collecteur dans les immeubles résidentiels neufs, à condition que des vannes supplémentaires pour le raccordement de circuits de configurations variées y aient été installées dès la phase de construction.

Lors de la mise en place d'un système par collecteur, il convient de prendre en compte un certain nombre de points clés, qui sont également propres à d'autres types de systèmes.

Le système par collecteur est parfaitement adapté aux maisons individuelles.

L'essentiel est de respecter les principales recommandations des professionnels lors de la conception du schéma de distribution :

1. Présence d'un purgeur d'air. La vanne automatisée est placée directement sur les collecteurs d'alimentation et de retour.
2. Présence d'un vase d'expansion. Son volume doit représenter au moins 3% du volume total du fluide caloporteur. Cependant, il est également permis d'utiliser des dispositifs de plus grand volume.
3. Emplacement du vase d'expansion. Il est installé sur le retour, placé avant la pompe de circulation dans le sens de l'eau. Plus de détails sur son installation sont donnés dans notre autre article.
4. Installation de pompes de circulation sur chaque circuit. Leur emplacement n'est pas crucial, mais elles montrent une efficacité maximale sur le « retour » en raison de la basse température de fonctionnement.

Si nécessaire, lors de l'utilisation d'un peigne équipé d'un compensateur hydraulique, le vase d'expansion est installé avant la pompe principale, chargée d'assurer le mouvement de l'eau dans le petit circuit.

Grâce au placement du vase d'expansion devant la pompe, on peut réduire considérablement le risque d'endommagement de l'appareil sous l'effet de la turbulence de l'eau.

La pompe de circulation est fixée de manière à ce que l'arbre soit strictement horizontal. Sinon, la première poche d'air privera l'appareil de lubrification et de refroidissement.

Vous pouvez en lire davantage sur le choix de la pompe de circulation dans cet article.

Si le système de chauffage comporte des nœuds de distribution supplémentaires, ils ne doivent pas être communicants.

Choix des composants du système

Lors de la conception du chauffage, il est préférable d'acquérir des nœuds de distribution fabriqués en usine.

Grâce à la diversité de l'assortiment, il ne sera pas difficile de choisir un peigne pour des paramètres de chauffage spécifiques, assurant ainsi la précision et la fiabilité du système.

Dans le commerce, on peut trouver des blocs collecteurs prêts à l'emploi qui combinent les nœuds d'alimentation et de retour, ainsi que des vannes thermostatiques et des purgeurs d'air automatiques.

Les paramètres clés lors du choix des tubes pour les circuits de chauffage sont la résistance à la corrosion, la résistance thermique et une haute résistance à la rupture. De plus, les tubes doivent avoir la flexibilité nécessaire pour pouvoir être posés sous n'importe quel angle.

Lors du choix des produits, il convient de privilégier les tubes livrés en couronnes. L'utilisation de produits continus permet d'éviter les raccords dans le réseau, ce qui est particulièrement pertinent lors de l'installation encastrée dans la chape.

Tuyaux pour les systèmes de maisons individuelles

Lors de la conception du chauffage dans les maisons individuelles, il faut tenir compte du fait que la pression dans le système est d'environ 1,5 atmosphères et que la température du fluide caloporteur peut atteindre :

• pour les radiateurs – 50-70 degrés ;
• pour les planchers chauffants – 30-40 degrés.

Pour les systèmes de chauffage autonomes avec leurs paramètres prévisibles, il n'est pas du tout nécessaire d'acheter des tubes ondulés en acier inoxydable. De nombreux propriétaires se contentent d'acheter des tubes en polyéthylène réticulé marqués « PEX ».

Les tubes en polyéthylène pour circuits de chauffage sont vendus en couronnes de 200 mètres ; ils peuvent supporter une pression jusqu'à 10 kgf/cm² et fonctionner à une température de 95 °C

Ces tubes sont raccordés à l'aide de raccords à emboîtement, ce qui permet d'obtenir des liaisons indémontables.

Outre les hautes performances, le principal avantage du polyéthylène réticulé est la mémoire mécanique du matériau. Ainsi, si l'on étire avec force l'extrémité du tube et que l'on insère un raccord dans l'espace ainsi créé, il l'enserrera fermement, assurant une liaison solide.

Lors de l'utilisation de tubes multicouches, la connexion est réalisée à l'aide de raccords à écrous à sertir. Cela donne un raccord démontable qui, selon les normes SNiP, ne peut pas être « noyé ».

Vous pourriez également trouver des informations sur les tubes à choisir pour le chauffage, examinées ici.

Tuyaux pour les immeubles résidentiels

Si le système collecteur doit être installé dans un immeuble d'habitation, il faut tenir compte du fait que la pression de service y est de 10 à 15 atmosphères et que la température du fluide caloporteur peut atteindre environ 100 à 120 °C. Il faut se rappeler que l'installation d'un chauffage collecteur n'est possible qu'au rez-de-chaussée.

La meilleure option pour l'installation du système dans un immeuble résidentiel est l'utilisation de tubes ondulés en acier inoxydable.

Un exemple frappant est celui des produits de la société coréenne Kofulso. Les tubes de cette marque peuvent fonctionner à une pression de service de 15 atmosphères et supporter une température d'environ 110 °C. La pression de rupture des tubes Kofulso atteint 210 kgf/cm².

Grâce à l'excellente flexibilité du tube, dont le rayon de courbure est égal à son diamètre, les produits sont pratiques à utiliser pour l'installation d'un « plancher chauffant ».

L'assemblage des raccords de tuyauterie à l'aide de tels éléments est simple. Il suffit d'insérer le tube dans le raccord et de le fixer en vissant l'écrou qui comprime la surface ondulée métallique avec un joint d'étanchéité en silicone élastique.

Particularités de l’installation du système

Il convient d'installer le système de chauffage par collecteur d'une maison individuelle dès la phase de construction. En effet, après la pose ou la coulée du revêtement de sol fini, l'installation d'un tel système deviendrait économiquement irrationnelle. La seule option pour résoudre le problème dans ce cas serait la méthode d'installation ouverte du réseau de distribution.

Installation du peigne de distribution

Dans les étages des maisons avec un réseau de distribution horizontal du chauffage, pour placer le collecteur, la pompe de circulation et les appareils de régulation, il faudra installer un boîtier fermé – une armoire de collecteur.

Le boîtier fermé protégera l'équipement et les vannes d'arrêt des contraintes mécaniques externes et donnera à la pièce un aspect plus esthétique.

L'armoire de collecteur est installée dans des niches séparées de pièces protégées de l'humidité. Le plus souvent, on réserve un emplacement dans le couloir, le dressing ou le débarras.

Lors de la conception du chauffage d'un bâtiment à deux étages, il faudra installer deux groupes de collecteurs : au premier et au deuxième niveau. Des nœuds de distribution supplémentaires permettront d'assurer une longueur de circuit approximativement égale.

En variante, on peut prendre comme base un schéma où le premier groupe sera responsable de la distribution de la chaleur sur les différents circuits, et le second agira comme composant clé dans l'aménagement d'un plancher chauffant.

Le caloporteur chauffé depuis la pièce avec la chaudière circule par les conduites principales vers les collecteurs installés à chaque étage.

Le nombre d'entrées et de sorties du collecteur est toujours égal au nombre d'éléments de chauffage situés à l'étage : radiateurs ou boucles de plancher chauffant. Pour chaque pièce, on installe une branche séparée qui, après avoir regroupé plusieurs appareils de chauffage, réalisera un schéma en boucle ou en impasse.

Pour réduire les coûts de raccordement des radiateurs, on utilise le schéma de passage.

Avec le schéma de passage, le thermoclap est installé uniquement sur le premier circuit du radiateur ; ainsi, le débit d'eau est régulé sur tous les appareils connectés en série derrière lui.

Avec le système de passage, plusieurs appareils connectés en série seront perçus comme un seul élément.

Variantes de pose des canalisations

Dans la distribution par collecteur, on utilise le plus souvent la méthode de pose des tuyaux dans une chape en béton. Son épaisseur varie entre 50 et 80 mm, ce qui est suffisant pour noyer la distribution intérieure du système de chauffage dans le béton.

Mais selon le SNiP, seules les connexions continues sont autorisées à être posées dans le béton.

Le raccordement au collecteur de tout radiateur ou convecteur se fait via deux tuyaux : la conduite d'alimentation et la conduite de retour, de sorte que les tuyaux sont posés par paires dans la chape du sol.

Pour cela, on utilise souvent des tuyaux métal-plastique de 16 mm de diamètre. Comme ils se plient facilement, il est pratique de poser la tuyauterie sous le plancher.

Si vous prévoyez, après le test de pression du système, de noyer les tuyaux métal-plastique dans une chape en béton, il est nécessaire de les envelopper au préalable d'un isolant thermique.

Cette couche permettra de minimiser le risque d'endommagement des tuyaux dû à la dilatation thermique, car dans ce cas, ils frotteront non pas contre le béton, mais contre l'isolant.

Lors de la pose des tuyaux dans la chape, selon les exigences du SNiP, il est nécessaire de laisser les raccords accessibles en les plaçant au-dessus du niveau du sol.

Au-dessus de la chape, on pose du contreplaqué, qui est recouvert par le revêtement de sol final : linoléum ou parquet.

Les tuyaux peuvent également être amenés aux radiateurs par le côté ou par le haut, par exemple dans l'espace du faux plafond.

Certains artisans préfèrent poser les tuyaux de manière apparente, en les plaçant le long des murs et en les dissimulant derrière des plinthes décoratives. Mais cette méthode d'installation entraîne inévitablement une augmentation de la longueur de la tuyauterie.

Il n'est pas recommandé de faire passer la tuyauterie par les embrasures de portes. Cela pourrait entraîner un endommagement du tuyau lors du perçage pour l'installation du seuil de la porte intérieure.

Si la tuyauterie doit passer à travers un mur, pour éviter tout dommage dû au tassement du bâtiment, il convient d'équiper le trou dans le mur d'un fourreau.

Sur chaque circuit hydraulique partant du peigne de distribution, on installe une vanne d'arrêt individuelle.

Pour pouvoir purger l'air accumulé dans le système, on installe :

• sur le nœud de distribution – des vannes de purge d'air ;
• sur les radiateurs (s'accumule aux points les plus hauts) – les robinets de Mayevski.

Grâce au fait qu'après les collecteurs, chaque circuit hydraulique est un système indépendant, il est pratique de l'utiliser lors de la création de « planchers chauffants ».

Le principal avantage du système de collecteur de type plancher est que les flux de chaleur sont répartis uniformément sur le sol.

La circulation de l'air lors de l'installation de la version au sol se fait de manière naturelle.

Lors de la mise en œuvre d'un tel système, les tubes multicouches sont posés sur un joint d'isolation thermique, formant un motif en serpent ou en spirale. Le diamètre des tubes et le pas de pose sont déterminés selon les calculs. Une condition : la longueur d'un circuit ne doit pas dépasser 90 mètres.

Les circuits posés sont raccordés au nœud de distribution, et après vérification de l'étanchéité des raccords, ils sont coulés avec du mortier de béton. La hauteur de la chape est de 70 à 90 mm.

Selon le même principe, on installe aussi bien le système de collecteur d'un cottage à deux étages que celui d'un immeuble résidentiel comportant de nombreux étages.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Principe de conception du système :

Comment effectuer correctement l'installation :

En installant un système de chauffage par collecteur dans votre maison, vous aurez la possibilité de régler individuellement les modes de fonctionnement des appareils.

Et les dépenses supplémentaires liées à l'augmentation de la longueur des tubes sont compensées par la réduction de leur diamètre et la simplification de l'installation du système.

Avez-vous un système de chauffage par collecteur chez vous ? Ou prévoyez-vous simplement de l'installer et étudiez-vous les informations pour l'instant ? Peut-être avez-vous une question concernant l'élaboration du schéma de distribution du système de collecteur ? Posez vos questions, partagez votre expérience personnelle de l'installation du chauffage dans votre maison en laissant des commentaires sous cet article.