Présentation
INTRODUCTION
Dans la continuité à l’introduction au chauffage dans l’habitat (TBA2600) , cet article traite des installations comportant un générateur produisant de l’énergie calorifique. Dans cette configuration, la chaleur est transmise aux diverses pièces de l’appartement, ou de l’immeuble, par des fluides circulant dans des canalisations.
Pour ce mode de transmission de la chaleur, les fluides sont de deux types : eau chaude sous basse pression ou vapeur sous basse pression. Dans le premier cas, cette eau est élevée à une température de 90 °C, sous une pression n’excédant pas 0,5 bar. Elle est conduite jusqu’aux corps de chauffe, à qui elle cède sa chaleur. La circulation peut également être assurée par thermosiphon, l’eau transite alors par un vase d’expansion. Une autre solution consiste à augmenter le débit du liquide à l’aide d’une pompe, appelée circulateur. Lorsque le fluide est de la vapeur d’eau, l’eau est vaporisée, elle se condense dans le corps de chauffe et libère ainsi sa chaleur.
L’article s’attache à présenter, pour chacune de ces deux solutions, le principe et les différents modes de distribution, ainsi que les caractéristiques de l’écoulement. Les calculs des diamètres des canalisations, de la puissance de la chaudière et de la température atteinte sont détaillés, ainsi que les avantages et les inconvénients spécifiques à ces fluides.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version courante de sept. 2023 par André BERGNER
DOI (Digital Object Identifier)
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Chauffage utilisant l’eau chaude sous basse pression pour transmettre la chaleur| Plan de la page |
I - Principe
Production de chaleur
Les chauffages à vapeur basse pression utilisent comme fluide caloporteur la vapeur d’eau qui emmagasine, au cours de la traversée de la chaudière, la chaleur nécessaire à sa vaporisation. Cette vapeur se condense dans les radiateurs où elle restitue une égale quantité de chaleur.
À la pression atmosphérique normale, la vaporisation se produit à 100 °C, et la chaleur absorbée est de 2 248 kilojoules/kg. La condensation de la vapeur se produit également à 100 °C. C’est la température de l’entrée des radiateurs.
Outre la production par une chaudière, il est également fréquent d’utiliser la vapeur qui est un sous-produit d’opérations industrielles, par exemple la vapeur d’échappement d’une machine produisant de la force motrice.
On peut aussi prélever la vapeur sur un réseau de distribution à haute pression. C’est le cas du chauffage urbain ou du chauffage de grands ensembles résidentiels.
Dans chacun des deux cas précédents, la vapeur est détendue avant d’être introduite dans le réseau de chauffage. Les installations sont dites « basse pression », lorsque la pression ne dépasse pas 0,30 bar. Sous cette condition expresse, l’installation est dispensée du timbre des Services des Mines, qui est exigé pour les pressions plus élevées.
En pratique, la pression adoptée dépend du développement horizontal de l’installation :
- si celui-ci ne dépasse pas 200 m, la pression sera de 0,05 à 0,10 bar ;
- de 200 à 300 m : 0,15 bar ;
- et jusqu’à 500 m : 0,20 bar.
Distribution de la chaleur
La vapeur produite par la chaudière est conduite aux radiateurs par un réseau de canalisations de départ. Elle entre dans les radiateurs en chassant l’air par un purgeur automatique qui ne laisse passer que celui-ci, et s’y condense. Après condensation, l’eau est ramenée à la chaudière par les canalisations de retour. On ne peut empêcher qu’une partie de la vapeur se condense dans les canalisations de départ. Cette eau de condensation doit s’écouler dans le même sens que la vapeur pour ne pas créer d’obstacles au passage de cette dernière, donc dans la direction...
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Chauffage utilisant la vapeur sous basse pression pour transmettre la chaleur
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