Pendant plus de 85 % de la saison de chauffe, la charge thermique des installations est inférieure à 50 % de la puissance nominale des installations ; en climatisation, pendant plus de 72 % de la saison, la charge thermique est inférieure à 50 % du nominal. De plus, en climatisation comme en chauffage, la variabilité de la charge peut être fortement affectée par l’ensoleillement qui apporte jusqu’à 750 W/m² pour une façade orientée à l’ouest (en juillet vers 16 heures par 50° de latitude nord), et par l’occupation du bâtiment : 1 personne assise dégage environ 110 W de chaleur. Dans ces conditions, le rôle de l’équilibrage hydraulique est majeur. Un message qu’Eric Bernardou, directeur technique et marketing de TA, diffuse depuis plusieurs mois auprès des installateurs.
Sans réglage hydraulique, les premiers circuits sur le réseau se servent au détriment des suivants. Les vannes 3 voies ou 2 voies ne peuvent pas corriger ce problème. Le temps de mise en route sera plus long pour les derniers circuits. Augmenter le débit global (pompe plus puissante : ce premier réflexe en général) ne résout pas ce problème, puisque plus de débit ne signifie pas plus d’émission. Mais cela entraînera un gaspillage d’électricité. Dans un premier temps, face à une variation saisonnière ou même hebdomadaire dans les débits requis, le principe de la distribution à débit variable, par opposition au débit constant, apporte une bonne réponse.
Simplifier la régulation en débit variable
Il réduit la consommation des pompes, assure la compatibilité entre le débit de production et le débit de distribution et réduit les température de retour en chauffage ou les augmente en froid, ce qui permet de tirer le meilleur parti du rendement des générateurs. En revanche, le réglage d’un tel système est plus complexe. Dans une installation, une charge partielle de 50 % correspond le plus souvent à 20 % du débit nominal du réseau. Ce qui réduit les pertes de charges à environ 4 % de leur valeur nominale : toute la hauteur manométrique des pompes se reporte sur les vannes de régulation 2 voies. A faible débit, la vanne de régulation est soumise à une hauteur manométrique trop forte, la pompe à vitesse variable ne compense pas les variations de perte de charge de l’installation. Il en résulte une variation des pressions différentielles qui influe sur l’autorité des vannes, le bruit et la fermeture des vannes… Dans une distribution à débit variable, l’autorité d’une vanne de régulation est par nature variable. Pour simplifier les calculs, TA propose d’assurer une autorité d’au moins 0,25 à toutes les vannes de régulation dans les conditions les plus défavorables. Sa méthode compte trois étapes :
1 - la hauteur manométrique nécessaire pour la distribution (H0) est calculée en négligeant les pertes de charge des vannes de régulation ;
2 - toutes les vannes de régulation sont dimensionnées sur base de 1/3 de Ho ;
3 - La hauteur manométrique finale peut être recalculée à l’issue de la sélection des vannes de régulation. Elle sera proche de 4 mars of H0. L’autorité minimale de toutes les vannes est de 1/3 Ho/4 mars Ho = 0,25. Inconvénient majeur : la hauteur manométrique globale du circuit est augmentée de 30 %.
