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3) Importance de l’équilibrage pour les pompes à vitesse variable - Bac+2

3) Importance de l’équilibrage pour les pompes à vitesse variable - Bac+2

Etudions la situation d’un circuit déséquilibré lorsque tous les robinets de régulation sont en grande ouverture. En règle générale, cette situation interviendra par très grands froids, et durant toutes les périodes de remise en régime.

Tous robinets de régulation en grande ouverture, il n’est pas rare comme ci-dessous que sur une distribution de chauffage collectif il y ait des émetteurs qui ne disposent que de la moitié de leur débit nominal, tandis que d’autres disposent du double, voire plus.



Question

Q1: Compte tenu du graphique ci-dessus, expliquez pourquoi, des locaux dans lesquels les émetteurs ne disposent que de la moitié de leur débit nominal présentent quand même un minimum de confort.
Quelles en sont les conséquences thermiques et énergétiques.

Heureusement (ou malheureusement), la puissance de chauffe des émetteurs à eau chaude varie assez faiblement avec le débit, du moins lorsque l’on ne s’éloigne pas trop du débit nominal.
Dans la situation évoquée pour des débits compris entre 50% et 200% du débit nominal, les puissances se répartiront entre environ 85 et 105% ce qui n’est pas complètement catastrophique.

Pour que le confort reste cependant acceptable dans les zones mal irriguées, le technicien en charge du réseau augmentera la température de l’eau distribuée. Quelques [°C] de hausse de la température de l'eau suffiront à compenser d’importants manques de débit, et la surpuissance généralement disponible en chaufferie le permettra sans problème.

Evidemment cette hausse de température de l’eau bénéficiera aussi aux zones favorisées qui seront dès lors surchauffées.
Pour le déséquilibre évoqué (débits se répartissant de 50% à 200%), les écarts de températures ambiantes entre zones défavorisées et zones suralimentées pourront atteindre par grands froids 4 à 5 [°C] et pendant ces courtes périodes on pourra rencontrer des logements à 23/24 [°C] tandis que d’autres seront à 18/19 [°C].
Ces écarts de températures ambiantes ne seront au maximum que par grands froids et seront seulement de 2 à 3 [°C] sur l’essentiel de la saison de chauffe. Ils seront souvent jugés de ce fait acceptables mêmes s’ils sont à l’origine de surconsommations de 10 à 20%.

Si la pompe est à vitesse constante et si l’installation est équipée de robinets de régulation sur les émetteurs en contrôle des températures ambiantes (ce qui est dans une certaine mesure le cas des radiateurs équipés de robinets thermostatiques dont les têtes thermostatiques auraient été bien réglées), une partie des déséquilibres sera automatiquement traité (en dehors des périodes de remise en régime), avec cependant de possibles dysfonctionnements.

Question

Q2: Expliquez pourquoi si l’installation est équipée de robinets de régulation sur les émetteurs en contrôle des températures ambiantes, une partie des déséquilibres sera automatiquement traitée (en dehors des périodes de remise en régime) si la pompe n’est pas à vitesse variable.

Si l’installation est équipée de robinets de régulation sur les émetteurs en contrôle des températures ambiantes, on peut espérer que les robinets de régulation situés sur les émetteurs suralimentés se fermeront en cas de surchauffe.
Si la pompe est à vitesse constante, il en découlera l’augmentation de sa Hmt qui entrainera une augmentation de l'irrigation des zones défavorisées.

Si la pompe est à vitesse constante, la « fermeture » des robinets de régulation situés sur les émetteurs suralimentés entraînera l’augmentation de sa Hmt, ce qui bénéficiera aux zones défavorisées.
Mais, limite au transfert de débit ainsi réalisé, l’augmentation de la Hmt, combinée à la baisse des pertes de charge (du fait de la réduction de débit) conduira à une forte fermeture des robinets de régulation des zones favorisées.
Certains robinets pourront alors être sources de nuisances acoustiques et d'autres ne pourront même suffisamment se fermer.

Ces dysfonctionnements seront solutionnés si l’installation est équipée de robinets automatiques de maintien de pression différentielle, mais il ne faut surtout pas considérer que ce type de robinetterie affranchit de réaliser un équilibrage de qualité.


Voir § : les robinets régulateurs de pression différentielle

Question

Q3: Expliquez pourquoi les transferts de débits entre zones favorisées et zones défavorisées seront plus réduits si l’installation est équipée d’une pompe à vitesse variable en mode « Hmt constante » que si la pompe est maintenue à vitesse constante.
Expliquez pourquoi les risques de nuisances acoustiques dues à la fermeture excessive de robinets de régulation seront de ce fait réduits.

Si l’installation est équipée d’une pompe à vitesse variable en mode « Hmt constante », les transferts de débits entre zones favorisées et les zones défavorisées seront plus réduits qu’avec une pompe à vitesse constante car la fermeture de robinets de régulation n’engendrera pas d’augmentation de la Hmt de la pompe.
Pour cette même raison, les risques de nuisances acoustiques dues à la fermeture excessive de robinets de régulation seront réduits.

En conclusion : il se pourra qu’une installation très déséquilibrée fonctionne cahin-caha lorsqu’elle était équipées d’une pompe à vitesse constante et pose trop de problèmes lorsque équipée d’une pompe à vitesse variable en mode « Hmt constante ».
Si l’on ne peut procéder à un équilibrage, il vaudra mieux alors laisser la pompe en vitesse fixe, on bénéficiera quand même de l’excellente qualité énergétique de son moteur électrique.