Radiateur à eau pour ventilation mécanique contrôlée: types, structure, aperçu des modèles

Pour résoudre les problèmes de renouvellement d’air dans les maisons individuelles et les bâtiments industriels, on utilise, en plus des ventilateurs, des appareils qui chauffent ou refroidissent l’air provenant de l’extérieur. Cela permet d’améliorer les caractéristiques du microclimat intérieur et d’augmenter le niveau de confort.

L’un des appareils économiques et abordables est le radiateur à eau pour ventilation mécanique contrôlée, plus connu des habitants des régions du nord. Dans notre article, vous découvrirez les principes de fonctionnement et les caractéristiques de conception de ce type d’équipement. Nous vous présenterons également en détail plusieurs modèles populaires de radiateurs pour ventilation.

Types de radiateurs à eau pour ventilation

Notons d’emblée que les appareils utilisés pour chauffer l’air dans les systèmes de ventilation et de chauffage par air peuvent fonctionner non seulement à l’eau.

On distingue quatre types de radiateurs, qui diffèrent par le mode de chauffage du fluide caloporteur :

• à feu ;
• hydrauliques ;
• à vapeur ;
• électriques.

Les radiateurs à eau sont les plus populaires en raison de leur coût abordable et de leurs frais d’entretien minimes. La seule difficulté concerne l’installation, qui nécessite de raccorder les tuyaux d’alimentation en eau.

Pour cette raison, il est impossible d'installer l'appareil dans les apprtements urbains, mais dans les grands bâtiments (par exemple, les entrepôts, les garages, les établissements de restauration), un système avec un bon raccordement de l'aérotherme est suffisamment efficace.

Installation de chauffage d'air pour les grands esaces, composée d'un aérotherme à eau et d'un ventilateur radial. Elle sert à créer des rideaux d'air chaud et à ventiler l'air dans les imeubles de bureaux, les magasins, les ateliers.

La caractéristique distinctive des appareils à vapeur est la rapidité avec laquelle ils atteignent la température souhaitée. Ils sont adaptés aux entreprises industrielles, où l'installation et l'entretien des conduites de vapeur sont faciles à assurer ; pour les logements particuliers, leur emploi n'est pas opportun.

Si vous avez besoin d'une installation rapide, sans complications liées à l'acheminement des réseaux, on utilise des modèles de calorifères électriques pour la ventilation de soufflage. Leur fonctionnement nécessite simplement un point d'alimentation électrique protégé. Il n'y a pas de caloporteur à proprement parler, les résistances électriques servent d'éléments chauffants. Comme tout appareil électrique, ils sont peu rentables d'un point de vue financier.

L'équipement de chauffage à eau utilisé dans les systèmes de ventilation – est l'option la plus économique et la plus performante, capable de chauffer rapidement un grand espace avec des coûts minimaux.

Principe de fonctionnement et caractéristiques de conception

Les dispositifs universels fonctionnant à l'eau sont installés dans des endroits dotés d'un bon système d'alimentation en chaleur. Une solution de conception simple mais suffisamment efficace permet de chauffer l'air dans une plage de +70 °C à +100 °C et est pertinente pour les hangars, les sals de sport, les supermarchés, les serers, les entrepôts, les grands pavillons – c'est-à-dire les espaces volumineux nécessitant un chauffage d'appoint.

Exemple d'utilisation de l'aérotherme VOLCANO dans une serre. Le chauffage est assuré par la distribution d'air chaud (température de l'eau – +90°C) à l'aide d'un ventilateur et de persiennes réglables.

Si vous avez déjà utilisé un radiateur électrique domestique, vous comprendrez facilement le principe de fonctionnement d'un appareil à eau. Il chauffe l'air de la même manière, mais le rôle de la spirale électrique enfermée dans un petit boîtier est joué par un ensemble de tubes métalliques dans lesquels circule le fluide caloporteur chauffé.

Le processus de chauffage se présente comme suit :

• L'eau chaude, chauffée à la température souhaitée (en moyenne de +80 °C à +180 °C), provenant des tuyaux de chauffage, entre dans l'échangeur de chaleur composé de petits tubes en aluminium, acier, bimétalliques ou en cuivre ;
• les tubes chauffent l'air qui traverse l'appareil ;
• le ventilateur intégré diffuse l'air chauffé dans la pièce et stimule son mouvement dans la direction opposée – vers l'appareil.

Il n'est pas nécessaire de chauffer l'eau spécifiquement, car elle fait partie du système de chauffage, ce qui permet de réaliser des économies importantes.

Construction d'un réchauffeur à eau pour conduit de type 60-35-2 en acier galvanisé, destiné aux systèmes de ventilation et de climatisation. Dimension standard du conduit : 60 cm x 35 cm, nombre de rangées : 2, pression de service maximale : 1,5 MPa, température maximale du fluide caloporteur : +170 ºC

Le schéma d'un réchauffeur à eau standard est un hybride d'échangeur de chaleur, de ventilateur et de convecteur. Il est efficace pour le chauffage de grands locaux industriels, et avec le bon raccordement, également pour les maisons individuelles dotées d'un système de ventilation bien conçu.

Avantages et inconvénients de l'utilisation

Si l'entreprise dispose de son propre système de chauffage, l'utilisation de calorifères pour la ventilation de soufflage des locaux industriels est très rentable.

Ensemble d'aérothermes à eau pour le service d'un local d'entrepôt. Les réchauffeurs avec un débit d'air de 5200 m³/h et une température du fluide caloporteur de +130 ºC chauffent l'air et maintiennent la température définie.

Avantages des appareils connectés à un système centralisé :

• installation simple, dont la complexité ne diffère pas de celle de la pose des tuyaux de chauffage ;
• chauffage rapide d'un grand volume ;
• sécurité de fonctionnement de tous les composants ;
• possibilité de régler le flux d'air chauffé ;
• design industriel sobre.

Mais le principal avantage est l'absence d'investissements financiers réguliers – le paiement n'a lieu que lors de l'achat d'un nouvel équipement.

Prix actuels des aérothermes bimétalliques à eau KSK fabriqués par la société «T.S.T» de Novossibirsk, spécialisée dans les équipements de chauffage. Le prix final dépend de l'équipement de base et des caractéristiques techniques.

Le principal inconvénient est l'impossibilité d'utiliser des modèles à eau dans les ménages, en particulier dans les logements urbains. L'alternative est l'utilisation d'appareils électriques.

Une autre nuance concerne les températures négatives : l'équipement doit être installé dans des locaux où le seuil minimum ne descend pas en dessous de 0 °C.

Dans la structure de l'aérotherme à eau, il n'y a pratiquement aucune pièce d'usure rapide. Ils tombbent rarement en panne et nécessitent des réparations importants, ce qui doit également être ajouté à la liste des avantages de l'équipement.

Application des équipements à eau

L'aérotherme est un composant actif de la ventilation d'alimentation et possède ses propres particularités d'installation, de fonctionnement et d'entretien. Les schémas de raccordement et le manuel d'installation aident à comprendre le branchment et le fonctionnement de l'appareil.

Schémas des nœuds de raccordement

L'emplacement des modules dépend du lieu d'installation, du schéma de renouvellement d'air et des caractéristiques techniques de l'équipement. Plusieurs options d'installation sont possibles, dont la plus courante est le mélange de l'air de recirculation avec l'air soufflé.

Un système fermé, ne supposant que la recirculation des masses d'air à l'intérieur du local, est moins utilisé.

Davantage de possibilités pour l'installation de l'appareil apparaissent si la ventilation naturelle est bien organisée. L'aérotherme peut être raccordé au système de chauffage directement au point de prise d'air, qui se trouve généralement dans le sous-sol.

En présence d'une ventilation mécanique, l'installation de l'appareil de chauffage peut se faire à tout endroit pratique.

Schéma de raccordement des modules de l'aérotherme pour la ventilation d'alimentation. Les vannes à bille installées à l'entrée et à la sortie permettent de couper l'eau, et le thermomanomètre permet de contrôler la température et la pression.

La demande de systèmes de renouvellement d'air a conduit certaines entreprises à produire des modèles prêts à l'emploi de modules de raccordment en diverses configurations.

Ce sont des kits conçus pour le montage et comprenant les pièces suivantes :

• vannes d'équilibrage et clapets anti-retour ;
• pompes ;
• bypass, vannes à bille ;
• vannes deux-trois voies ;
• manomètres ;
• filtres de netoyage.

Un example de fabrication intégrée de modules est la production de la société «Intégration» (Saint-Pétersbourg).

Schéma de principe du raccordement d'une installation de ventilation de type «SOLID», permetant de contrôler le fonctionnement de l'appareil de chauffage et de maintenir une température déterminée dans le local.

En fonction des conditions techniques d'installation et des besoins de l'utilisateur, il existe plusieurs combinaisons courantes de disposition des pièces dans les assemblages.

Les schémas suivants illustrent quatre configurations populaires :

Les légendes pour les quatre schémas de tuyauterie présentés sont communes : 1 – robinet à bille ; 2 – filtre ; 3 – vanne trois voies ; 4 – pompe de circulation ; 5 – clapet anti-retour ; 6 – thermomanomètre

Dans les configurations 1 et 3, les unités sont raccordées de manière rigide, tandis que dans les configurations 2 et 4, elles le sont à l'aide de flexibles métalliques.

Réglage du processus de chauffage

Pour réguler la puissance thermique des appareils de chauffage à air, on utilise des groupes de mélange avec une vanne à trois voies. Grâce au principe de mélange, on peut réduire considérablement les frais de chauffage de la pièce.

La vanne trois voies permet de réduire la température du fluide caloporteur en mélangeant une certaine quantité de liquide refroidi provenant de l'échangeur thermique à l'eau chaude entrant dans l'aérotherme.

L'installation d'une pompe de circulation augmente l'efficacité du système. Il est préférable de la monter en sortie, car l'eau refroidie (ou une alternative – une solution glycolée) prolonge la durée de vie de l'appareil.

Il existe plusieurs conditions importantes pour l'exploitation des équipements de mélange :

• la proximité maximale de l'aérotherme ;
• l'accessibilité pour la maintenance ;
• un fluide caloporteur filtré, sans inclusions chimiques ;
• une température ambiante supérieure à 0 °C.

Les caractéristiques techniques des appareils peuvent varier, mais en moyenne, la température recommandée du fluide caloporteur est de +2 °C à +150 °C. Pour un contrôle régulier des paramètres, il est recommandé de monter deux thermomanomètres à proximité de l'échangeur thermique.

Exemple de groupe de mélange pour un aérotherme à eau. Il s'agit en fait d'une option de tuyauterie permettant de réguler la temperature et de controler ses variations.

Le réglage de la vanne trois voies s'effectue à l'aide d'un actionneur et d'un contrôleur. Les instruments de mesure permettent de régler avec une grande précision la température souhaitée et de modifier la pression.

Spécificités d’installation et de raccordement

Pour l'installation d'aérothermes dans des ateliers de production ou d'autres sites industriels, on fait appel à une équipe de spécialistes. Les appareils domestiques peuvent être raccordés par vous-même si vous suivez scrupuleusement les instructions et possédez des compétences en matière d'appareils électriques et de chauffage.

Pour ceux qui ont eux-mêmes installé un système de chauffage dans leur maison, le montage d'une installation de chauffage à air leur semblera un jeu d'enfant.

Les modèles domestiques se caractérisent par de petits volumes et un poids relativement léger, mais avant de les sus pendre au mur (ou au plafond), il convient de vérifier la solidité du support. Les murs en béton et en brique sont considérés comme les plus solides, les murs en bois comme modérément adaptés, et les cloisons sèches comme les plus fragiles.

On commence par fixer un cadre métallique – un support avec des trous pour la fixation du boîtier. Chez certains fabricants, ce cadre est appelé console de montage.

Emplacement de l'installation de l'aérotherme à gaine pour la ventilation d'air neuf dans le systême d'échange d'air. S'il existe un risque de baisse de température en dessous de la nor male, l'installation d'un thermostat antigel est obligatoire.

On suspend le boîtier de l'aérotherme et on connecte successivement les tuyaux avec un ensemble de vannes d'arrêt ou un bloc de mélange, qui peut être partiellement installé avant la mise en place de l'appareil.

Le raccordement au systême de chauffage se fait de deux maniêres: à l'aide de raccords (manchons avec joints) ou par soudage de tuyaux métalliques. La deuxiême méthode est considérée comme la plus fiable, mais elle est impossible en présence de raccords flexibles.

L'une des zones les plus fragiles est constituée par les raccords de l'échangeur de chaleur, auxquels il faut assurer une stabilité. S'il existe un risque de changement de position de l'appareil, il est préférable de remplacer les tubes rigides par des éléments flexibles. Dans tous les cas, il faut éviter toute contrainte sur les raccords. Pour assurer l'étanchéité du systême et éviter les fuites, les joints sont traités avec un mastic.

Si l'aérotherme à eau est installé de maniêre permanente, on le connecte avec des tuyaux rigides. Si un déplacement est prévu, il est préférable d'utiliser un raccord flexible.

Avant le processus de test, il est nécesaire de purger l'air des conduits, de vérifier le fonctionnement des vannes et des guides de lamelles.

Règles d’utilisation et possibilité de réparation

Pour que l'éqipement fonctionne parfaitement et remplisse pleinement ses fonctions, il faut tenir compte des règles suivantes:

• Surveiller la composition de l'air dans le local (les éxigences de conformité sont disponibles dans GOST 12.1.005-88);
• Effectuer l'installation strictement selon les instructions et selon les recommindations du fabricant;
• Ne pas dépasser une température du fluide caloporteur supérieure à +190 °C;
• Respecter les normes de pression – environ 1,2 MPa;
• Après refroidissement du local, procéder au chauffage progressivément, à raison d'environ 30 °C par heure;
• Veiller à ce que la température de l'air ne descende pas en dessous de 0 °C, sin on les tubes de l'échangeur de chaleur éclateront.

Si l'aérotherme est installé dans un local à humidité élevée, le degré de protection contre la poussière et l'humidité doit être IP66 ou supérieur.

Nous ne recommandons pas d'effectuer les réparations vous-même, car une panne en entraîne souvent une autre, et au final, vous devrez simplement remplacer certaines pièces. Il vaut mieux contacter un centre de service et confier le travail à des professionnels. De plus, avant l'achat, ne négligez pas le calcul de la puissance du calorifère, sinon vous risquez de gaspiller votre argent.

Bref aperçu des modèles contemporains

Pour se faire une idée des marques et modèles d'aérothermes à eau, examinons quelques appareils de différents fabricants.

N°1 – Radiateurs KSK

Les aérothermes KSK-3, fabriqués par l'entreprise ZAO T.S.T.

La gamme d'aérothermes à eau KSK de fabrication nationale comprend des appareils à 2/3/4 rangs, qui diffèrent par leur performance et leurs dimensions.

Caractéristiques techniques :

• Température du fluide caloporteur à l'entrée (sortie) : +150 °C (+70 °C);
• Température de l'air à l'entrée : à partir de -20 °C;
• Pression de service : 1,2 MPa;
• Température maximale : +190 °C;
• Durée de vie : 11 ans;
• Durée de fonctionnement : 13 200 h.

Les parties externes sont en acier au carbone, les éléments chauffants en aluminium.

N°2 – Aérothermes Volcano

L'aérotherme à eau Volcano mini est un appareil compact de la marque polonaise Volcano, qui se distingue par sa praticité et son design ergonomique. Le réglage de la direction du flux d'air s'effectue à l'aide de volets orientables.

Un seul aérotherme Volcano mini peut produire autant de chaleur qu'une dizaine de radiateurs bimétalliques classiques composés de dix éléments.

Caractéristiques techniques :

• Puissance : 3 à 20 kW;
• Débit maximal : 2000 m³/h;
• Type d'échangeur : à deux rangs;
• Classe de protection : IP 44;
• Température maximale du fluide caloporteur : 120 °C;
• Pression de service maximale : 1,6 MPa;
• Volume interne de l'échangeur : 1,12 l;
• Volets directeurs.

Les aérothermes à eau Volcano sont conçus pour chauffer l'air des locaux domestiques et industriels à l'aide d'un fluide caloporteur aqueux.

N°3 – Radiateurs Galletti AREO

Aérotherme Galletti AREO de fabrication italienne.

Les aérothermes à eau de marque Galletti AREO peuvent fonctionner à la fois pour chauffer les locaux traités et pour refroidir l'espace par temps chaud.

Les modèles sont équipés d'un ventilateur, d'un échangeur de chaleur cuivre-aluminium et d'un bac de récupération des condensats.

Caractéristiques techniques :

• Puissance en mode chauffage : de 8 kW à 130 kW;
• Puissance en mode refroidissement : de 3 kW à 40 kW;
• Température de l'eau : +7 °C à +95 °C;
• Température de l'air : de 10 °C à +40 °C;
• Pression de service : 10 bars;
• Nombre de vitesses du ventilateur : 2/3;
• classe de sécurité électrique – IP 55;
• protection du moteur électrique.

Outre les appareils des marques énumérées, sur le marché des aérothermes et des aérothermes à eau, on peut trouver des modèles des marques suivantes : Teplomach, 2VV, Fraccaro, Yahtec, Tecnoclima, Kroll, Pakole, Innovent, Remko, Zilon.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Aperçu de l'aérotherme à eau de la marque Volcano :

Détails sur les caractéristiques techniques du modèle Ballu BHP-W-60 :

Sa construction simple et son installation accessible à réaliser soi-même sont les raisons pour lesquelles on choisit les aérothermes à eau. Un bon choix de l'appareil et un montage correct du circuit augmentent l'efficacité de la ventilation et améliorer le système de chauffage des locaux industriels et résidentiels.

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