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Circulateur – dimensionnement approximatif des circulateurs

Pour installations de chauffage standards

Le circulateur est l'un des éléments les plus importants d'une installation de chauffage. Son rôle consiste à acheminer l'eau chaude vers les différents consommateurs de chaleur (radiateurs, chauffage par le sol, etc.) et d'assurer le retour de l'eau refroidie. Il s’agit donc d’un élément indispensable pour qu'une chaleur agréable puisse régner dans l’habitat.

Depuis 2013, l'indice énergie-efficience (IEE) des circulateurs à rotor noyé externes ne doit plus excéder une valeur de 0.23 (depuis le 1^er août cela vaut aussi pour les modèles intégrés à un produit). Ces prescriptions garantissent de fait le haut rendement des circulateurs.

Cependant, il importe également qu’un circulateur soit correctement dimensionné. A défaut, même le circulateur le mieux conçu n’aura qu’un mauvais rendement.

Le dimensionnement se base sur les caractéristiques du réseau de conduites. Dans ce cadre, comme le spécifie SIA 384/1:2009, la perte de charge ne doit pas excéder 50 Pa/m dans passage le moins favorable du réseau de distribution. Pour les installations neuves, le calcul est facile à réaliser à l'aide de logiciels spécialisés.

Pour l'assainissement d'une installation de chauffage, en revanche, le calcul est souvent plus compliqué, les plans de l'installation n'étant pas toujours disponibles.

Il existe diverses formules pour le calcul approximatif de la puissance de refoulement requise.

Débit de refoulement

QPU	Débit de refoulement du circulateur au point de sélection en [m₃/h]
QN	Besoins calorifiques de la surface à chauffer en [kW]
1.163	Capacité calorifique spécifique en [Wh/kgK]
∆ϑ	Différence de température (étalement) entre le départ et le retour en [K], on peut appliquer 10-20 K pour les installations standards.

Hauteur manométrique

HPU	Hauteur manométrique du circulateur en [m]
R	Perte de charge par friction dans la conduite [Pa/m] Appliquer 50 Pa/m à 150 Pa/m pour les installations standards (en fonction de l'année de construction, les maisons anciennes ayant une perte de charge inférieure 50 Pa/m en raison des plus grands diamètres utilisés.
L	Longueur du passage le moins favorable [m] pour départ et retour ou: (longueur + largeur + hauteur de la maison) x 2
FM	Facteur multiplicateur pour raccords/robinetterie ≈ 1,3 Vanne thermostatique ≈ 1,7 Si ces composants, entre autres, sont présents, on peut fixer un FA de 2.2. raccords/robinetterie ≈ 1,3 Vanne thermostatique ≈ 1,7 Mélangeur/clapet thermosiphon ≈ 1,7 Si ces composants sont présents, on peut fixer un FM de 2.6.
10'000	Facteur de conversion m en Pa

Exemple d’application

Le producteur de chaleur d'une maison à plusieurs logements de construction ancienne a (selon calcul ou documents disponibles) une puissance de 50 kW. Avec une différence de température de 20 K (ϑ départ = 70° C / ϑ retour = 50° C) cela donne un débit de refoulement de:

Dans notre exemple, nous prenons 50 Pa/m en tant que perte de charge par friction, la longueur de conduite de départ et retour est de 200 m et le facteur additionnel de 2.2 étant donné qu'il n'y a ni mélangeur ni clapet thermosiphon. Par conséquent, hauteur manométrique:

Pour les installations avec débit volumique variable, le point de sélection devrait se situer dans le tiers droit de la courbe caractéristique de la pompe, puisque le point de fonctionnement du circulateur de chauffage se déplace dans le tiers central, où il reste durant 98 % de son fonctionnement. Ainsi, après calcul de la hauteur manométrique H et du débit de refoulement Q, on peut choisir le circulateur sur la base de sa courbe caractéristique.

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