Bouteille de découplage hydraulique

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Sources textes et images  http://www.caleffi.com/france/fr

La bouteille de séparation ou de découplage hydraulique est un organe qui permet de rendre hydrauliquement indépendant deux circuits, le circuit primaire et le circuit secondaire d'une installation de chauffage ou de climatisation par exemple.
Le circuit primaire étend le circuit de la production (générateur) d'énergie c'est-à-dire une chaudière ou une pompe à chaleur, quant à lui le circuit secondaire est composé des émetteurs, ventilo convecteurs, radiateurs, chauffage au sol.
Cette séparation ou découplage n'est pas physique, pourtant le primaire possède sa propre pompe et le secondaire possède une ou plusieurs pompes suivant l'installation.

Quels sont les avantages des bouteilles de découplage :

  • Etablie un point neutre hydrauliquement.
  • Assure un débit constant au primaire.
  • Permet une bonne maîtrise du débit et des pressions au secondaire notamment quand plusieurs circuits fonctionnent indépendamment l'un de l'autre.
  • Donne la possibilité d'avoir au secondaire des circuits à des températures différentes.
  • Permet d' évacuer l'air, purgeur d'air (en point haut).
  • Décantation et élimination des boues (en partie basse).

Bouteille casse pression et bouteille de mélange

On le comprend bien des différences trop importantes de débit et de pression entre le primaire et le secondaire sont de nature à créer des perturbations gênant le fonctionnement d'une installation. En hydraulique comme dans un certain nombre de domaines tout est une affaire d'équilibre.

Nous verrons ici deux cas de figure avec deux terminologies différentes souvent employées.

Quand le débit au niveau du primaire est supérieur (de l’ordre de 15%)au débit du secondaire les températures de départ sont équivalentes dans les deux circuits, ici on dira qu'elle fonctionne en bouteille casse pression .
Température de départ secondaire = température de départ primaire

On parle de bouteille de mélange lorsque le débit primaire est inférieur au débit du secondaire, ici la température de départ du secondaire sera inférieure à celle du primaire puisqu'il y a mélange. Si on veut un mélange de ce type au secondaire, la solution consiste à faire un circuit en injection avec une vanne de réglage ou une vanne 3 voies.
Température de départ secondaire < température de départ primaire

séparateur hydraulique à injection

Raccordements, dimensionnement

regle 3D

La bouteille est placée de manière verticale avec les raccordements aller en haut de la bouteille et les raccordements retour en bas de la bouteille, afin de garantir une convection interne optimale. Les divers piquages aller et retour sont généralement décalés afin d'éviter toutes interférences et moins de risques de double circulation, notamment si une chicane ou un brise-jet n’équipe pas la bouteille.

Des vannes d'isolement doivent être installées sur chaque piquage ainsi que des thermomètres.Le haut de la bouteille sera équipé d'une vanne d'arrêt qui permettra d'isoler un purgeur automatique ou une purge manuelle. Comme la bouteille servira en même temps de pot de décantation il faudra l'équiper d'une vanne de purge en partie basse facilement accessible.
Une bouteille de découplage peut-être d'une dimension assez importante et il est préférable de l'isolée thermiquement afin d'éviter les déperditions inutiles.Les fabricants livrent généralement les séparateurs avec des coques isolantes.                    

Le dimensionnement d'une bouteille de découplage s'effectue selon la règle des 3D, qui stipule :

  • La hauteur de la bouteille est déterminée selon un écartement de trois diamètres entre les diverses canalisations.
  • Le diamètre de la bouteille doit être égal ou supérieur à trois fois le diamètre de la tuyauterie principale.
  • Un décalage de trois diamètres entre l'arrivée d'eau de la production et la canalisation de départ du secondaire
  • Une distance de trois diamètres entre la canalisation la plus haute et le sommet de bouteille.
  • Une distance de trois diamètres entre la canalisation la plus basse et le bas de la bouteille.
  • Une distance de six diamètres entre les raccords de départ et ceux du retour du secondaire.

Cette règle des 3D permet d'établir une vitesse de circulation dans la bouteille aux environs de 0,1 m/s, tandis que la vitesse au secondaire devra être de l'ordre d’environ 1 m/s.

Séparation et température de retour au générateur 

Cas 1 :  lorsque l’on désire une température de retour en dessous de 55°C. C’est le cas avec une chaudière basse température avec plancher chauffant par exemple.

Cas 2 : lorsque l’on désire une température de retour au dessus de 55°C.C’est le cas d’une chaudière classique et des radiateurs. 

separateur decouplage hydraulique

Problème de la bouteille de découplage en froid

En fonctionnement froid (réseau d’eau glacé) compte tenu de la température même de la boucle les phénomènes de convection sont moins importants, la densité de l'eau étant différente ce qui génère des mélanges intempestifs qui réduisent la puissance délivrée sur les émetteurs.
Il existe une autre solution de découplage, le bipasse simple.

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