Hauteur manométrique des pompes de recyclage

 

Les pompes de recyclage sont soumises à des conditions de fonctionnement très variables, selon le débit d’irrigation de la chaudière. En effet, ce débit est fonction de l’ouverture des V3V des circuits et des vannes de régulation des émetteurs alimentés. De ce fait, la détermination de la Hmt d’une pompe de recyclage est délicate. Une erreur dans ce domaine peut conduire à une détérioration, si la Hmt de la pompe de recyclage sélectionnée est trop faible.
A l’inverse, la sélection d’une Hmt trop importante peut conduire :

  • A un excès de débit de recyclage lorsque la demande  du (ou des) circuit(s) de chauffage devient nulle.
  • A une réduction excessive du débit du (ou des) circuit(s) de chauffage alimenté(s), car pompe de recyclage et pompe(s) du (ou des) des circuits alimenté(s) sont « en compétition » à l’intérieur de la chaudière lorsque la demande est maximale.

En résumé :

  • La Hmt de la pompe de recyclage ne doit pas être trop faible car il y a risque d’annulation de débit de recyclage pas grand froid
  • La Hmt de la pompe de recyclage ne doit pas être trop forte car il y a risque de surdébit de recyclage en fin de saison ou de diminution excessive du débit des circuits de chauffage par grand froid.

La Hmt de la pompe la pompe de recyclage correspond :

  • Aux pertes de charge dans le bipasse sur lequel elle est installée. Ces pertes de charge sont à calculer pour le débit de recyclage
  • Aux pertes de charge dans la chaudière et son raccordement. Ces pertes de charge sont à calculer pour le débit que l’on prévoit dans de la chaudière par grand froid.

Pour calculer les pertes de charge dans la chaudière, on pourrait envisager 2 principes extrêmes et opposés :

  • Un calcul par défaut :

Il consisterait à considérer que le débit de recyclage est surtout nécessaire lorsque les V3V des circuits alimentés sont fermées et que le débit d’irrigation dans la chaudière n’est plus que celui de la pompe de recyclage.
Ce débit est faible et les pertes de charge correspondantes dans la chaudière sont presque négligeables. On aboutirait alors à une Hmt très faible et  à une sélection de pompe éventuellement incapable d’assurer un quelconque débit lorsque les V3V seront grandes ouvertes (risque de circulation inversée au travers du bipasse de recyclage). Ce mode de sélection est donc à écarter, car sans le maintien permanent d’un  minimum de débit, la pompe de recyclage pourrait surchauffer, particulièrement dans le cas des circulateurs à rotor noyé.

  • Un calcul par excès :

Il consisterait à prévoir que la pompe de recyclage pourrait maintenir son débit nominal même lorsque les vannes de régulation seront  en grande ouverture.
Le débit prévu dans la chaudière serait donc alors maximal et égal à la somme des débits de recyclage et d’alimentation des circuits de chauffage.
Ce mode de calcul conduit au maximum de PdC dans la chaudière et donc à la plus forte Hmt pour la pompe de recyclage.
En règle générale, cette solution n’est pas non plus valable, car elle conduit à l’installation d’une pompe de recyclage surpuissante et à l’obtention d’un débit de recyclage excessif lorsque les V3V sont fermées.

Notons par ailleurs qu’en règle générale, le débit de recyclage nominal n’est plus nécessaire lorsque les vannes de régulation sont en grande ouverture. En effet :

  • Le maintien d’un débit minimal dans la chaudière est assuré par les pompes des circuits de chauffage
  • Qu’en dehors des périodes de remise en température, la température de départ des circuits de chauffage et donc leur température de retour sont maximales.  Pour ce qui est du maintien de la température de retour à la chaudière, le débit de recyclage nécessaire n’est donc plus aussi important.

De ce fait :  un principe raisonnable de détermination de la Hmt de la pompe de recyclage consiste à calculer les pertes de charge dans la chaudière pour le débit nominal des circuits alimentés, sans tenir compte du débit de recyclage proprement dit.

Il s’agit d’une « côte mal taillée » consistant à sélectionner une pompe de recyclage dont le débit :

  • Sera supérieur au débit calculé lorsque les vannes de régulation des circuits de chauffage seront fermées.
  • Sera inférieur  au débit calculé lorsque les vannes de régulation des circuits de chauffage seront ouvertes sans pour autant qu’il puisse s’annuler.

Ainsi, pour le schéma ci-dessous, pour déterminer la Hmt de la pompe de recyclage, les pertes de charge dans la chaudière sont à calculer pour un débit  de 30 [m3/h] (et non de 30 + 10 = 40 [m3/h]).

détermination de la Hmt de la pompe de recyclage

Ce principe de calcul revient à s’assurer du débit de recyclage lorsque la V3V sera ouverte « au 2/3 », mais à ne pas prévoir son maintien lorsqu’elle sera en grande ouverture.

Remarque :
Le même principe peut être aussi retenu pour la détermination de la Hmt des pompes des circuits de chauffage,  pour ce qui est des pertes de charge dans la chaudière.  Ceci conduit en théorie à ne pas garantir l’obtention du débit nominal des pompes de distribution prévu lorsque les vannes de régulation seront en grande ouverture.

En pratique, les Hmt des pompes de distribution sont nettement supérieures à celles des pompes de recyclage et c’est surtout le débit de recyclage qui diminuera lorsque les V3V s’ouvriront. La réduction du débit des pompes de distribution sera négligeable (pour autant, comme nous le verrons, que la Hmt max (à débit nul) de la pompe de recyclage ne soit pas excessive).

Question:
Indiquez dans le tableau ci-dessous quels débits seront utilisés pour le calcul des pertes de charge pour définir la Hmt de la pompe de recyclage (et celle du circuit alimenté).



Détermination de la Hmt de la pompe de recyclage


 

Débit utilisé pour le calcul des pertes de charge en [m3/h]


a) Pour le calcul des pertes de charge dans la chaudière


 

b) Pour le calcul des pertes de charge dans le tuyau de recyclage, le robinet de réglage et le clapet anti-retour

 


Enfin, pour éviter tout risque de sous dimensionnement (et de surdimensionnement), on s’assurera que la Hmt max (à débit nul) de la pompe sélectionnée est supérieure (sans excès)  à la valeur des pertes de charge dans le générateur, pour le cas fictif où y circulerait la somme totale des débits (recyclage + circuits alimentés).

On aura ainsi la garantie que le débit de la pompe de recyclage ne pourra pas s’annuler et qu’il ne sera pas non plus excessif. (voir exemples au § suivant).