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 Dossier N°2 - Février-Mars 2021

Équilibrage des réseaux hydrauliques : comment faire simple et efficace

L’équilibrage permet de répartir les débits nécessaires à chaque branche du réseau afin que chaque émetteur délivre la puissance escomptée et, par conséquent, assure le confort des occupants. La solution pourrait être complexe en raison des calculs à effectuer. Les fabricants ont cependant su apporter des outils et des équipements capables d’assurer un équilibrage en toute simplicité. !

 

1 Giacomini 72Il est tout d’abord nécessaire de rappeler qu’il existe deux moyens pour équilibrer une installation :
– avec un équilibrage statique prenant en compte un seul régime de fonctionnement, généralement à pleine charge. C’est un moyen adapté pour les petits systèmes 2-tubes ou systèmes à débit constant, par exemple circuits monotubes ou à ventilo-convecteurs. Il convient donc moins bien aux grands réseaux bi-tubes, car le système se déséquilibre à charge partielle. Il représente une mise en œuvre importante pour l’équilibrage et autorise jusqu’à 5 % d’économie d’énergie par rapport à un réseau non équilibré ;
– avec un équilibrage dynamique, à l’inverse, on prend en compte tous les régimes de fonctionnement, pleine charge et charge partielle. Il est adapté à n’importe quel réseau bi-tubes particulièrement les plus longs et nécessite peu de mise en œuvre. Il assure aux robinets thermostatiques une pression différentielle adéquate peu élevée et permet jusqu’à 10 à 15 % d’économie d’énergie par rapport à un réseau non équilibré.
Actions à éviter : augmenter le débit de la pompe ou la température de l’eau de chauffage, ces deux actions entraînant une surconsommation électrique et un surdébit dans la majorité des émetteurs avec des retours plus chauds et une surconsommation des générateurs, ainsi qu’une surchauffe de la majorité des autres pièces.

Giacomini : une nouvelle gamme thermostatisable
Giacomini précurseur dans la fabrication de collecteur en laiton pour les installations hydrocâblées sanitaire et chauffage, a complété sa gamme de robinetterie thermostatisable pour radiateur série DB avec un collecteur prémonté avec équilibrage dynamique du débit.
Principalement utilisé dans les systèmes de plancher chauffant et rafraîchissant, grâce à sa précision de réglages de 20 à 250 l/heure du débit, à ses débitmètres à lecture directe, ainsi qu’à une plage de réglage de pression différentielle de 20 à 150 kPa, il assure le maintien du débit initial dans les différents circuits hydrauliques de l’installation, quelles que soient les conditions de fonctionnement des autres circuits.
Disponible de deux à dix sorties, il pourra être équipé de micromoteurs 473 pour assurer une régulation terminale pièce par pièce.

1 Sauter 72Sauter : deux solutions
La première, avec des vannes de régulation et d’équilibrage indépendantes de la pression. Elles sont simples à mettre en place, ont peu de perte de charge et leur besoin minimal en delta P est le plus bas du marché. La pompe à débit variable doit assurer au point le plus lointain, le minimum de delta P, de la vanne PICV la plus grande du réseau. Grâce à ces vannes VFL, il est possible de choisir une pompe à débit variable de plus faible puissance et de consommer moins d’énergie.
Les vannes VFL sont linéaires, avec une régulation à 100 % de la course, quel que soit le débit sélectionné du DN10 au DN300. Le delta P minimum faible dû à sa conception permet une consommation optimisée des pompes à débit variable.
La seconde solution est proposée par eValveco. Elle est utilisée non seulement pour l’équilibrage hydraulique automatique en fonctionnement à charge partielle et à pleine charge, mais également pour la régulation du débit en temps réel. Elle remplace ainsi une vanne d’équilibrage statique et une vanne de régulation/mélangeuse ou une vanne à boule. Ce système dynamique de régulation du débit avec vanne à boule deux, trois ou six voies est utilisé dans les systèmes CVC à débit variable. Le paramétrage eValveco peut s’effectuer directement sur le débitmètre par un écran clavier.
À noter que Sauter assure des formations ainsi qu’une aide à l’installation et propose deux logiciels de calcul des différents débits et de contrôle : Quick Calc et Quick Control.

3 Belimo 72Belimo : l’équilibrage par mesure ultrasonique
Dès les débuts de la mutation vers le débit variable, en 2003, Belimo a proposé une vanne combinée de régulation et d’équilibrage indépendante de la pression : la PICCV. La technologie des vannes à boisseau sphérique utilisée pour toutes les vannes d’équilibrage indépendante de la pression présente les avantages suivants : une étanchéité absolue, une caractéristique égal pourcentage et une consommation électrique réduite.
Puis, transférant son expérience de l’aéraulique à l’hydraulique, et afin de proposer des fonctionnalités accompagnant la révolution digitale, Belimo a stratégiquement choisi de proposer, depuis une dizaine d’années, des vannes de régulation et d’équilibrage indépendantes de la pression électronique.
Le modèle originel, Belimo Energy Valve, est dorénavant un standard reconnu.
La régulation et l’équilibrage par la mesure ultrasonique du débit présentent les avantages suivants :
– mesure du débit précise permanente ;
– monitoring et transmission des informations essentielles au système de GTB (débit, températures, puissance, énergie) ;
– production de diagnostics de son fonctionnement et de l’installation (présence d’air, hauteur manométrique trop faible…) ;
– fonctions d’optimisation énergétique embarquée (régulation et limitation de puissance, optimisation du delta T) ;
– adaptation de la fourniture d’énergie au besoin (pilotage de l’énergie « On Demand ») ;
– communication transparente avec son environnement ;
– évolutivité et anti-obsolescence (mise à jour via internet).
À savoir : le showroom de Belimo est maintenant équipé d’un banc hydraulique permettant d’enrichir les formations d’ateliers pratiques sur l’équilibrage.

4 Esbe 72Esbe : des vannes de commande qui facilitent l’équilibrage
Chez Esbe, pas d’équipement exclusivement destiné à l’équilibrage, mais des gammes parfaitement étudiées pour le faciliter, comme les vannes de la série VLE. Proposées en deux et trois voies avec un clapet qui permet de pallier les changements de débit éventuel entre les différentes entrées. Du DN25 au DN50, ces vannes hydrauliques sont adaptées aux applications de mélange, de dérivation (delta P< 50 kpa) et de régulation de débit jusqu’à 16 bars. Fabriquées en bronze et avec des caractéristiques haute performance, elles s’utilisent dans les installations de chauffage et de refroidissement et se combinent parfaitement avec les servomoteurs et contrôleurs Esbe.

5 RMB 72RBM, une gamme du plus « simple » au plus technique
Avec des vannes équilibrage manuelles, automatiques, motorisables et à pression différentielle, ce fabricant propose quatre solutions.
Pour les versions manuelles, les modèles sont filetés ou à brides, dotés de poignée avec indicateur du nombre de tours et fonction de Memory stop.
Pour les versions automatiques, la valeur de débit se programme à travers la cartouche réglable de l’extérieur, à l’aide d’une clé accessoire. Au cours de cette opération, les vannes ne sont pas arrêtées. Une version existe avec prise de pression.
Pour les versions motorisables, la valeur de débit se règle à l’aide de la cartouche de l’extérieur (opération manuelle à effectuer avec une clé accessoire), afin de programmer la valeur maximale ; par la servocommande de type électro-thermique ou électromécanique (opération effectuée en automatique) en fonction des charges thermiques requises par le système. Au cours de ces opérations, la vanne n’a pas besoin d’être arrêtée. Une version existe avec prise de pression.
Pour les versions à pression différentielle qui permettent de maintenir constante, à la valeur prédéfinie, la différence de pression existante entre deux points d’un circuit hydraulique, deux modèles sont également proposés, avec ou sans prise de pression.

6 Rehau 72Collecteur pour plancher réversible Rehau : des débits réglables circuit par circuit
Le collecteur polymère compact Rehau est composé d’éléments doubles regroupant le départ et le retour des circuits de plancher chauffant-rafraîchissant sur un même élément pour un gain de place maximal.
Livré prémonté et équipé de raccords rapides pour le raccordement des tubes PER Rautherm de 16 x 1,5 mm, il dispose de vannes principales munies de thermomètres permettant un raccordement horizontal ou vertical pour l’alimentation du collecteur.
Il est pourvu de débitmètres à lecture directe, ainsi que d’une bague de mémorisation du débit réglé. Le réglage des débits est particulièrement facile.
Les tubes translucides des débitmètres sont démontables sans vidange des circuits pour un nettoyage simple et rapide.
Le collecteur peut très facilement être doté de moteurs thermiques pour une régulation pièce par pièce

7 Watts 72Watts : équilibrage rapide et facile
Watts confirme son positionnement sur le marché de l’équilibrage avec sa vanne d’équilibrage statique iDroset. Il s’agit d’une nouvelle génération de vanne d’équilibrage statique pour les systèmes de distribution de chauffage et de refroidissement. Contrairement aux appareils traditionnels, elle couvre une large gamme de débits avec un nombre réduit de dimensions. Sa gamme de six références pour des débits de 35 l/h minimum à 10 000 l/h maximum bénéficie d’une technologie brevetée. Ultra-pratique, on remarque son réglage (par rotation de la couronne), sa lecture instantanée du débit sur cadran ainsi que la présence d’un marqueur témoin.
La vanne iDroset répond maintenant aussi aux besoins sanitaires avec sa certification ACS.

8 Wilo 72Wilo : adapter la pression pour respecter le réseau
Chez Wilo, avec des produits à variation de vitesse, il n’y a pas d’action directe sur l’équilibrage des réseaux, mais on limite les interactions entre les réseaux via des régulations en pression et on adapte le juste besoin en débit en cas de surdimensionnement de l’installation.
Le circulateur intelligent Wilo-Stratos Maxo, par exemple, dispose de fonctions innovantes, comme le Multi-Flow Adapt (ajustement du débit du circulateur primaire selon les besoins des circulateurs du secondaire) et le No-Flow Stop (arrêt automatique en cas de débit nul).
Son efficacité est optimale grâce à sa régulation intelligente Dynamic Adapt plus, qui adapte la puissance du circulateur aux besoins variables de l’installation, sans aucune saisie de valeur de consigne. Elle garantit un ajustement flexible et adapté à toutes les applications. Des régulations en température constante ou delta T constant sont aussi disponibles pour améliorer l’efficacité de certaines installations à débit fixe par exemple ou assurer une température cible dans un réseau ECS.

Virginie Bettati


Sociétés citées (Liens Web)

Belimo
Esbe
Giacomini
RBM
Rehau
Sauter
Watts
Wilo

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