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Tout savoir sur l'équilibrage
L’équilibrage hydraulique est un procédé essentiel pour optimiser la performance énergétique des circuits de chauffage, de refroidissement et d’eau chaude sanitaire. Il consiste à réguler précisément le débit d’eau dans chaque branche du réseau. Ainsi, chaque émetteur (radiateur, plancher chauffant, etc.) reçoit la bonne quantité d’eau pour restituer une température homogène dans toutes les pièces du bâtiment, quelle que soit leur distance par rapport au générateur.
Dans la plupart des installations, la répartition du débit est naturellement déséquilibrée par :
- Des différences de niveaux (étages)
- Des longueurs inégales de canalisation
- Un nombre plus ou moins important d’accessoires de tuyauterie (filtres, clapets, coudes, tés, etc.)
Ces déséquilibres sont responsables de surchauffes et/ou sous-chauffes dans les bâtiments, de surpressions, de bruits dans les canalisations et d’une surconsommation d’énergie.
L’équilibrage hydraulique est assuré par l’installation de vannes d’équilibrage. Ces vannes permettent de compenser les pertes de charge et la répartition inégale des débits. Il existe deux grandes familles de vannes d’équilibrage : les vannes d’équilibrage statique ou manuel et les vannes d’équilibrage dynamique ou automatique.
Bon à savoir : la perte de charge fait référence à la dissipation d’énergie qu’un fluide subit lorsqu’il est en mouvement. Cette perte d’énergie se traduit généralement par une diminution de la pression entre deux points du circuit. C’est un facteur important à prendre en compte lors de la conception et du dimensionnement des installations hydrauliques. Elle détermine la puissance nécessaire pour maintenir un débit donné et peut affecter le rendement global de l’installation.
Bon à savoir : consultez notre guide pour tout savoir sur l’équilibrage hydraulique et le réglage des débits.
Qu'est ce qu'une vanne d'équilibrage ?
Une vanne d’équilibrage, ou robinet d’équilibrage, est un dispositif de régulation hydraulique qui permet de contrôler de régler et donc d’équilibrer le débit d’eau dans une installation. Elle permet ainsi :
- Aux émetteurs de fonctionner correctement sans pertes d’énergie
- D'éviter les risques de surchauffe et d’usure précoce des équipements comme les circulateurs
- De limiter les bruits et les phénomènes d’abrasion des tubes
Une vanne d’équilibrage est généralement composée :
- D'un corps, le plus souvent en laiton ou en fonte
- D’un obturateur, qui modifie le KV de la vanne, c’est à dire le débit de l'eau qui traverse la vanne, pour une ∆p de 1 bar ; le KVS étant la section de passage du débit d’eau lorsque l’obturateur est ouvert au maximum.
- D’une tige de réglage, qui commande l’ouverture et la fermeture de l’obturateur
- D’une échelle de réglage (pour les vannes manuelles), qui indique la position de l’obturateur
- De prises de pression : orifices qui permettent de mesurer la pression différentielle entre l’entrée et la sortie de la vanne
- De joints d’étanchéité, qui empêchent les fuites
- De raccords, le plus souvent à visser (filetés ou taraudés) ou à brides, qui permettent de connecter la vanne au réseau de tuyauterie
Certains modèles sont équipés d’un cadran de lecture qui permet de visualiser directement le débit du fluide qui traverse la vanne. D’autres peuvent être équipés d’un tube transparent gradué, placé en parallèle (by-pass) sur la vanne, dans lequel une bille ou un flotteur se déplace en fonction du débit (lecture directe). Dans le cas d’une lecture indirecte, un appareil de mesure de pression différentielle est connecté à la vanne et transmet la donnée à un afficheur numérique.
Comment fonctionne une vanne d'équilibrage ?
La vanne d’équilibrage crée une perte de charge volontaire et réglable dans le circuit hydraulique, ce qui permet de moduler le débit en fonction des besoins spécifiques de chaque branche. L’obturateur module la section de passage et crée cette perte de charge nécessaire au réglage du débit.
La vanne assure donc un équilibrage hydraulique précis, évitant ainsi les surdébits et les sous-débits.
Les différents types de vannes d'équilibrage
Il existe principalement deux types de vannes d’équilibrage :
- Manuel ou statique
- Dynamique ou automatique
Chacun répond aux besoins de chaque installation et offre différents niveaux de contrôle et de commodité.
Les vannes d'équilibrage manuel ou statique
Les vannes d’équilibrage statique (ou équilibrage manuel) permettent un réglage précis du débit et sont réglées à la main ou à l’aide d’une clé. Ce type de vanne permet d’assurer un débit nominal sur un réseau en pleine charge. Les pertes de charge sont assurées par le réglage de l’obturateur, appelé aussi clapet ou opercule. Les opérations de mesure et de réglage s’effectuent sur la vanne via des prises de pression en amont et en aval.
Elles sont souvent utilisées pour les réseaux de chauffage, d’eau glacée, d’eau chaude, de climatisation et dans les installations de plancher chauffant.
Les vannes d'équilibrage dynamique ou automatique
Les vannes d’équilibrage dynamique fonctionnement automatiquement en s’adaptant aux variations de débit et de pression dans le réseau. Elles offrent une solution plus flexible et efficace pour maintenir l’équilibrage du système, sans intervention manuelle. Il existe deux types de robinets d’équilibrage dynamique :
Les vannes d'équilibrage dynamique et de régulation
Les vannes d’équilibrage dynamique à régulation de débit (PICV) maintiennent un débit d’eau constant dans le circuit, quelles que soient les fluctuations de pression. Ce réglage précis et rapide optimise l’efficacité énergétique de l’installation.
Idéales pour les systèmes soumis à des variations de pressions fréquentes, elles éliminent les nuisances sonores et garantissent un confort acoustique optimal.
Les vannes d'équilibrage dynamique à pression différentielle
Contrairement aux vannes à régulation de débit, les vannes d’équilibrage à pression différentielle (DPCV) maintiennent une pression différentielle constante dans chaque branche du réseau. Cette stabilité garantit un débit précis et constant, même en cas de fluctuations de la demande.
Elles sont recommandées dans les bâtiments de grande hauteur et aux installations complexes avec de nombreuses branches.
Servomoteurs et vanne d'équilibrage
Pour optimiser la gestion du débit dans les systèmes de tuyauterie complexes, la vanne d’équilibrage, associée à un servomoteur, est commandée par un système de contrôle central, tel qu’un contrôleur PID ou un système de gestion du bâtiment (BMS).
En recevant le signal de commande, le servomoteur actionne l’obturateur de la vanne pour régler précisément le débit.
La vanne d’équilibrage intègre souvent un capteur de position. Cette information permet au système d’ajuster le signal envoyé au servomoteur, ce qui garantit une précision optimale du positionnement de la vanne.
Comment installer une vanne d'équilibrage ?
Préparation
- Choisissiez l’emplacement de la vanne : la vanne doit être installée à un endroit stratégique sur une section droite de tuyau. Évitez les coudes, les raccords et les autres obstacles qui pourraient perturber le flux. Veillez à laisser suffisamment d’espace pour les opérations de lecture et de réglage du débit.
- Si besoin, coupez l’eau et vidangez la tuyauterie.
- Coupez les tuyaux à la longueur requise en tenant compte de l’encombrement de la vanne.
Installation de la vanne
- Installez les raccords ou les brides correspondants aux diamètres et profils de la vanne aux extrémités des tuyaux préparés.
- Installez la vanne en la vissant sur les raccords ou les brides, en vous assurant que le sens d’écoulement de l’eau est respecté (indiqué par une flèche sur la vanne).
Mise en service
- Ouvrez lentement les vannes d’arrêt d'amont et d'aval : laissez l'eau s’écouler progressivement pour purger l’air du système.
- Réglez la vanne d’équilibrage suivant les recommandations du metteur au point soit directement sur la vanne (lecture directe) soit avec la mallette d’équilibrage adaptée (lecture indirecte).
- Inspectez soigneusement les raccords et les joints pour détecter d’éventuelles fuites.
Maintenance
- Vérifiez régulièrement le réglage de la vanne : la fréquence des vérifications dépend du type de système et des conditions d’utilisation.
- Nettoyez la vanne si nécessaire : les dépôts et les débris (calcaire, boues...) peuvent s'accumuler et affecter son fonctionnement.
En suivant ces étapes, vous pourrez installer une vanne d’équilibrage de manière simple et garantir le bon fonctionnement de votre installation de plomberie ou de chauffage.
N’hésitez pas à contacter notre équipe commerciale pour obtenir des conseils personnalisés sur les calculs et les mesures de débits.
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