Calcul d’un circulateur de chauffage domestique

Le Guide du Chauffage · Théorie

Choisir son circulateur : le débit et la hauteur manométrique

Le circulateur fait circuler l’eau chaude entre le générateur et les émetteurs. Pour le choisir, deux valeurs suffisent : le débit d’eau nécessaire pour transporter la chaleur, et la hauteur manométrique qui vainc les pertes de charge du réseau. Calculez-les ici.

  • Débit Q
  • Hauteur manométrique H
  • Calculateur intégré

1Le rôle du circulateur

Le circulateur est un élément essentiel du circuit de chauffage : cette petite pompe fait circuler l’eau chaude dans le réseau pour diffuser la chaleur dans tout le logement.

Pour le dimensionner, on détermine deux grandeurs :

  • le débit d’eau, en litres par minute ou en m³/h, qui dépend de la puissance à transporter et du type d’émetteurs ;
  • la hauteur manométrique, en mètres de colonne d’eau (mCE), qui dépend de la longueur et de la configuration du réseau.
Circulateur de chauffage Grundfos
Circulateur de chauffage domestique.
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2Calculez votre circulateur

Débit et hauteur manométrique

Le point de fonctionnement à reporter sur les courbes des fabricants.

1. La chaleur à transporter

2. Le réseau

Débit——
Hauteur manométrique——
Point de fonctionnement—à placer sous la courbe du circulateur

Si la chaudière, la pompe à chaleur ou un échangeur présente une perte de charge notable (indiquée par le fabricant), ajoutez-la à la hauteur manométrique calculée.

3Le débit : transporter la chaleur

Q (m³/h) = 0,86 × Puissance (kW) ÷ ΔT (°C)Q (L/min) = Q (m³/h) × 1 000 ÷ 60

Le facteur 0,86 est la constante de conversion pour l’eau : 1 kW équivaut à 860 kcal/h, et il faut 1 kcal pour réchauffer 1 litre d’eau de 1 °C. La formule donne donc le volume d’eau à faire circuler pour transporter la puissance voulue avec l’écart de température choisi entre le départ et le retour.

PuissanceΔT 5 °C (plancher)ΔT 10 °C (radiateurs)ΔT 20 °C (90/70)
10 kW1,72 m³/h0,86 m³/h0,43 m³/h
15 kW2,58 m³/h1,29 m³/h0,65 m³/h
20 kW3,44 m³/h1,72 m³/h0,86 m³/h
25 kW4,30 m³/h2,15 m³/h1,08 m³/h
Un plancher chauffant demande deux fois plus de débit que des radiateurs pour la même puissance, car il travaille avec un écart de 5 °C au lieu de 10 °C.

4La hauteur manométrique : vaincre les pertes de charge

H (mCE) = Perte linéaire (Pa/m) × Longueur (m) × 1,3 ÷ 9 810Longueur aller et retour du circuit le plus défavorisé.
  • La perte de charge linéaire est le frottement de l’eau dans les tubes, par mètre. On dimensionne en général les tuyauteries pour rester entre 100 et 200 Pa/m.
  • Le coefficient 1,3 ajoute 30 % pour les pertes de charge locales : coudes, tés, vannes, robinets de radiateurs.
  • La division par 9 810 convertit les pascals en mètres de colonne d’eau.
1 mètre de colonne d’eau9 810 Pa

Soit environ 10 kPa, ou 0,1 bar.

Exemple : 45 m à 150 Pa/m0,89 mCE

150 × 45 × 1,3 ÷ 9 810.

À ne pas confondre avec la hauteur du bâtiment : dans un circuit fermé, l’eau qui monte redescend. Le circulateur ne « soulève » pas l’eau jusqu’à l’étage, il compense seulement les frottements. C’est la hauteur statique, gérée par le vase d’expansion, qui dépend de la hauteur du bâtiment.
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5Lire la courbe d’un circulateur

Les fabricants donnent, pour chaque vitesse ou réglage, une courbe reliant le débit et la hauteur. Le réseau a lui aussi sa courbe : plus le débit augmente, plus les pertes de charge croissent. Le circulateur travaille à l’intersection des deux, le point de fonctionnement.

Courbes d’un circulateur à trois vitesses et courbe du réseau : en vitesse I, le point de fonctionnement correspond au besoin de 1,3 mètre cube par heure sous 1,7 mètre 01230246 Débit (m³/h) Hauteur (mCE) Vitesse IIIVitesse IIVitesse I Point de fonctionnement en vitesse ICourbes du circulateurCourbe du réseau
Exemple : besoin de 1,3 m³/h sous 1,7 m. En vitesse I, le point de fonctionnement tombe juste dessus ; les vitesses II et III donneraient plus de débit que nécessaire, avec plus de bruit et de consommation.
Circulateurs électroniques : depuis 2015, les circulateurs vendus en Europe sont des modèles à haut rendement. Ils ajustent eux-mêmes leur vitesse, en pression constante ou proportionnelle, quand les robinets thermostatiques se ferment.

6Bien choisir son circulateur

Le débit

Il doit être compatible avec le type de chauffage : radiateurs ou plancher chauffant n’ont pas les mêmes besoins.

La hauteur manométrique

Elle doit être suffisante pour faire passer l’eau dans tout le circuit, jusqu’à l’émetteur le plus éloigné.

Le bruit

Certains circulateurs sont plus bruyants que d’autres ; un modèle surdimensionné fait siffler les tuyauteries et les robinets.

L’économie d’énergie

Un circulateur électronique consomme bien moins qu’un ancien modèle à vitesses fixes, pour un service équivalent.

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7Questions fréquentes

Un circulateur trop puissant, est-ce grave ?

Il consomme plus d’électricité, fait du bruit dans les tuyauteries et les robinets, et l’eau revient trop chaude au générateur, ce qui pénalise une chaudière à condensation ou une pompe à chaleur. Réglez-le sur une vitesse plus basse.

Quelle vitesse choisir sur un circulateur à trois vitesses ?

La plus basse qui chauffe correctement l’émetteur le plus éloigné. Si un radiateur reste tiède alors que les autres chauffent, vérifiez d’abord l’équilibrage et la purge avant d’augmenter la vitesse.

Faut-il un circulateur par circuit ?

Oui dès qu’il y a plusieurs circuits à des températures différentes, par exemple des radiateurs et un plancher chauffant : chaque circuit a son circulateur, souvent derrière une bouteille de découplage.

Mon circulateur fait du bruit : pourquoi ?

Le plus souvent, de l’air dans le circuit (purgez les radiateurs et vérifiez la pression) ou une vitesse trop élevée. Un bruit de frottement peut aussi signaler un circulateur grippé ou en fin de vie.

À retenir

  • Débit : Q (m³/h) = 0,86 × puissance (kW) ÷ ΔT.
  • Hauteur manométrique : perte linéaire × longueur aller-retour × 1,3 ÷ 9 810.
  • Le point de fonctionnement doit se trouver sous la courbe du circulateur, sans excès.
  • Un plancher chauffant (ΔT 5 °C) demande deux fois plus de débit que des radiateurs.

Pour aller plus loin

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