Un guide des ventilo-convecteurs hydrauliques dans un système de chauffage basse température

Ventilo-convecteurs hydrauliques flux laminaire vs turbulent

Les ventilo-convecteurs hydrauliques, tels que les ventilo-convecteurs iVector S2 ou les ventilo-convecteurs en tranchée Aquilo émettent près de 100 % de chaleur par convection. Pour ce faire, ils utilisent un circuit en cuivre ou une bobine avec des ailettes en aluminium. Lorsque l’eau circule dans les tuyaux en cuivre du convecteur, il est important d’obtenir un flux turbulent, par opposition à un flux laminaire.


Flux turbulent : un flux irrégulier avec un changement continu de l’ampleur et du sens de fluctuation. Caractérisé par une vitesse élevée.


Flux laminaire: un écoulement fluide et rationalisé caractérisé par une vitesse plus faible.

« Le flux turbulent permet à l’eau de mieux transférer la chaleur vers le tuyau. C’est pourquoi la régulation du débit est si importante lorsqu’il s’agit de ventilo-convecteurs hydrauliques. Si le débit est trop faible, la puissance de chauffage nécessaire ne sera tout simplement pas atteinte », explique Niclas Schubert, vice-président des ventes chez Purmo.

Cela explique également pourquoi les ventilo-convecteurs hydrauliques sont si adaptés aux systèmes de chauffage basse température. Étant donné que la sortie de chaleur est simplement calculée en multipliant le débit et la température, si vous diminuez la température, vous augmentez le débit et vice versa. Par conséquent, abaisser la température contribue à garantir le flux turbulent requis par les ventilo-convecteurs hydrauliques pour produire l’émission de chaleur nécessaire. Les ventilateurs contribuent à leur tour à augmenter la puissance de sortie afin que vous n’ayez pas besoin d’une unité plus grande pour répondre à la demande de chaleur.

Mesures précises pour les ventilo-convecteurs hydrauliques

Pour garantir que la sortie calculée corresponde à la sortie de puissance réelle, une mesure précise est de la plus haute importance. « C’est pourquoi chez Purmo, nous mesurons les ventilo-convecteurs à la fois en flux laminaire et turbulent », explique Jan Samuelson, chef de produit chez Purmo. « Cela nous donne la vraie puissance de sortie. La plupart des fournisseurs ont tendance à utiliser les résultats des tests pour leurs calculs, en supposant que l’unité est en flux turbulent, mais vous risquez d’obtenir une puissance de sortie insuffisante lorsqu’elle est en fait en flux laminaire ».

Niclas ajoute : « De plus, les fournisseurs augmentent parfois plus que nécessaire le débit dans les ventilo-convecteurs hydrauliques. En augmentant la turbulence, vous augmentez également la puissance de sortie. Elle permet le transfert de chaleur de l’eau à travers les tuyaux vers les ailettes et d’augmenter ainsi jusqu’à 20 %. Cela signifie que vous pouvez avoir un ventilo-convecteur plus petit qui émet la même quantité d’énergie. Cependant, le coût de fonctionnement du convecteur augmente considérablement car vous avez besoin d’une pompe de circulation plus grande pour entraîner le système. Par conséquent, la consommation électrique augmente, ce qui compense les économies d’énergie que vous essayez d’obtenir avec des températures d’alimentation plus basses. »

« Lorsque l’on parle de la pompe et des économies d’énergie, il est important de souligner une autre nuance. Les fabricants de pompes indiquent parfois que vous pouvez réduire votre consommation d’énergie de 40 %. C’est vrai, mais uniquement pour la consommation électrique de la pompe. Pas pour le système. La pompe représente environ 4 à 5 % de la consommation d’énergie totale dans un système de chauffage. Vous réduisez donc 40 % de 5 %, pas 100 %. »

L’importance de la température de retour

Outre le débit correct, il est également très important de prendre en compte la bonne température d’alimentation et de retour. « En particulier, la température de retour n’est souvent pas prise en compte par les fournisseurs. Cependant, il est important d’aligner les températures d’alimentation et de retour si nous voulons créer des systèmes de chauffage et de refroidissement écoénergétiques. Cela signifie que la puissance de sortie des ventilo-convecteurs ne doit plus être calculée selon l’ancienne norme EN422. Vous avez besoin de mesures précises sur le convecteur effectif aux bonnes température du système. Avant d’indiquer la puissance de sortie de nos ventilo-convecteurs hydrauliques, nous avons réalisé de nombreux travaux de mesure », explique Jan.

« Si la température de retour réelle diffère de la température théorique, vous risquez de créer un flux laminaire et une puissance de sortie beaucoup plus faible. Cela pose problème lorsque vous avez des températures d’alimentation élevées et des températures de retour basses. La solution consiste alors à abaisser la température d’alimentation afin de créer un flux turbulent et d’aligner le système avec l’émetteur de chaleur. En tant que fournisseur de systèmes, nous reconnaissons l’importance d’aligner tous les éléments et de contrôler à la fois la température d’alimentation et de retour pour garantir la bonne puissance de sortie. Nos mesures précises dans le flux laminaire constituent la meilleure base pour cela. »

Niclas ajoute : « La température de retour est si importante. Surtout si vous disposez d’une chaudière à condensation, ce qui est encore toujours le cas dans la plupart des bâtiments. Vous devez être capable de condenser. Si la température de retour est trop élevée, le système n’est pas aussi efficace qu’avec une température de retour basse.

 

Pour garantir que la sortie calculée corresponde à la sortie de puissance réelle, une mesure précise est de la plus haute importance. « C’est pourquoi chez Purmo, nous mesurons les ventilo-convecteurs et les ventilo-convecteurs en tranchée à la fois en flux laminaire et turbulent », explique Jan Samuelson, chef de produit chez Purmo.

Les tuyaux adaptés à vos ventilo-convecteurs hydrauliques

La création du bon débit pour garantir une sortie de chaleur optimale dans un ventilo-convecteur hydraulique n’est pas seulement liée à la température d’alimentation, les tuyaux jouent également un rôle vital. Un petit tuyau réduit le débit, tandis qu’un tuyau plus grand l’augmente. La pompe crée la pression, mais le débit réel est déterminé par la résistance de l’eau. Plus de résistance signifie un faible débit, tandis qu’une faible résistance crée un débit plus important.

Le réseau de canalisations est donc un facteur important aussi bien pour les projets de construction neuves que pour les rénovations. Cependant, contrairement aux nouvelles constructions qui vous permettent de sélectionner librement les bonnes canalisations, un projet de rénovation peut s’avérer difficile à cet égard. « Tout d’abord, vous devez calculer la nouvelle demande de chaleur, car vous pouvez également rénover d’autres aspects tels que les fenêtres, l’isolation, la ventilation, etc. En fonction de la nouvelle demande de chaleur, vous pouvez évaluer si les convecteurs actuels sont toujours à la bonne taille. Comme vous avez réduit la demande, il y a de fortes chances qu’ils soient surdimensionnés. L’étape logique consiste à réduire le débit, mais vous devez en fait calculer un nouveau débit pour le convecteur, sinon vous risquez de créer un flux laminaire », explique Niclas. « Si le nouveau débit est très élevé parce que vous abaissez la température dans le système, vous devez tenir compte des tuyaux, qui peuvent être trop petits. Une augmentation du débit dans un système de chauffage à basse température exerce une contrainte sur le réseau de canalisations existant. »

Si nous voulons créer des systèmes écoénergétiques, nous devons le faire correctement.

« Lorsque vous passez à un système à basse température, il n'y a pas que la température à prendre en compte. Le débit et la pression de la pompe sont également des facteurs importants. Lorsque la température diminue, le débit augmente, mais la pression de la pompe doit également augmenter pour conserver les mêmes tuyaux. Malheureusement, les tuyaux, les vannes et l’équilibrage hydraulique du système sont souvent oubliés. »

Jan ajoute : « Lorsque vous rénovez et souhaitez créer un système écoénergétique, vous devez prendre en compte tous les paramètres dans la conception d’un nouveau système de chauffage et de refroidissement avec des ventilo-convecteurs hydrauliques. Sinon, le système fonctionne inefficacement et vous ne pouvez pas profiter des économies promises. Si vous passez à une nouvelle source d’énergie, vous équilibrez le système afin qu’il fournisse l’énergie avec les températures d’alimentation et de retour correspondantes. Il est alors très important que le ventilo-convecteur soit conçu de la même manière afin que les températures d’alimentation et de retour soient fixes et que la puissance de sortie corresponde à ces paramètres. Dans le cas contraire, le système ne sera pas en mesure de fournir suffisamment de puissance au milieu de l’hiver. Une autre raison pour laquelle il est si important d’avoir une valeur réelle dans le flux laminaire. Si nous voulons créer des systèmes écoénergétiques, nous devons le faire correctement. »

Régulation du débit dans les ventilo-convecteurs hydrauliques avec les vannes appropriées

Une autre pièce importante du puzzle pour garantir la régulation du débit est d’utiliser le bon type de vannes. « Pour garantir un débit optimal vers les ventilo-convecteurs hydrauliques, vous avez besoin de vannes d’équilibrage qui vous permettent de prérégler et de mesurer le débit », explique Niclas. « Une pompe à vitesse variable n’est pas la réponse ici. Vous devez vous assurer que vous pouvez contrôler le débit de chaque convecteur individuel dans le système. Une vanne de régulation avec actionneur ne suffit pas. Vous devez disposer d’une vanne dotée d’une fonction de préréglage, telle que l’insert de la vanne Flamingo ou la vanne Evoflow. »

Pour les prescripteurs et installateurs de systèmes CVC, la mise en œuvre de ventilo-convecteurs hydrauliques dans les systèmes de chauffage modernes et écoénergétiques implique donc la prise en compte de nombreux éléments. Cela inclut également la comparaison des ventilo-convecteurs de différents fournisseurs. Jan commente : « Lorsque le Delta t est très élevé et que le débit est faible dans le système, il est important d’évaluer si vous êtes en flux turbulent. Cela détermine si vous pouvez utiliser la puissance de sortie indiquée par le fournisseur. La puissance de sortie de nos ventilo-convecteurs a tendance à être un peu inférieure à celle des autres, mais c’est parce que nous utilisons de vraies mesures qui reflètent la bonne puissance de sortie en condition laminaire. Pour les professionnels de la climatisation, il est important de comprendre cette différence afin de pouvoir comparer ce qui est comparable et concevoir le système avec le bon débit. »

Conclusion :

En partageant un savoir-faire essentiel, nous avons tenté de faire comprendre l’importance de la régulation du débit et de la température, en particulier en ce qui concerne les ventilo-convecteurs dans les systèmes basse température. Divers facteurs jouent un rôle important, tels que la bonne température d’alimentation et de retour, les tuyaux de raccord et le bon type de vannes. La prise en compte de tous ces éléments facilitera le passage à un système de chauffage basse température. De plus, des mesures précises fournissent de bonnes bases aux professionnels CVC afin qu'ils fassent le bon choix en fonction de la puissance réelle du ventilo-convecteur. C’est le seul moyen de garantir confort et efficacité tout au long de l’année.

Si vous avez des questions sur la mise en œuvre de nos ventilo-convecteurs hydrauliques, n’hésitez pas à contacter nos experts. Nous nous ferons un plaisir de vous aider à faire les meilleurs choix pour votre projet.

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