La vanne thermique est le nom générique du dispositif servant à réguler le débit ou la température d’un circuit caloporteur (boucle de chauffage, circuit d’alimentation en fluide chaud ou glacé…).
Particularité de la vanne thermique
Il existe des vannes thermiques à 2, 3 ou 4 voies. Chaque raccordement est repéré par un chiffre (I, II et III – 1, 2 et 3) ou des lettres (A, B et AB). II, 2 ou B représentent la voie du by-pass.
La vanne thermique est un assemblage composite de pièces en mouvement. Les forts gradients de températures auxquelles elle peut être soumise induisent des dilatations variables pour chaque composant. La difficulté consiste alors à maîtriser le choix des matériaux et des tolérances de fabrication pour que ce mécanisme fonctionne de façon durable dans son environnement d’usage, sans contraintes excessives, sans point dur et en assurant à tout moment une parfaite étanchéité.
C’est pourquoi il n’existe pas de vanne thermique universelle. Chacune est conçue pour un usage déterminé, dans un milieu connu, pour une plage de pressions et de températures définies.
La vanne thermique peut être à siège, à pointeau, à boisseau, à secteur, à papillon, à sphère ou à piston. Manuelle, elle comporte une poignée de commande graduée. Automatique, elle est actionnée par un moteur électrique piloté par un système de régulation ou réglée par une tête thermostatique mécanique ou électronique.
Les vannes thermiques 2 voies, pour régler les débits
Les vannes de réglage de débit les plus familières sont les robinets de réglage des radiateurs ou des convecteurs à eau : il s’agit de vannes 2 voies dont le déplacement linéaire du clapet régule la quantité de liquide caloporteur traversant le radiateur. La puissance maximale d’émission thermique est obtenue en pleine ouverture.
Les vannes thermiques 3 voies : des vannes de mélangeuse ou de dérivation
Les vannes thermiques 3 voies permettent, selon leur montage, de faire varier la température ou le débit du fluide d’un circuit caloporteur hydraulique en boucle :
- Vanne 100 % ouverte, la totalité du débit est injecté dans la boucle de chauffage ;
- Vanne 100 % fermée, la boucle de chauffage est totalement isolée de sa source de chaleur ;
- Les positions intermédiaires permettent un réglage fin des températures (ou des débits suivant les vannes) en fonction des besoins en calories.
Montage en mode mélange
Dans ce montage, l’aspiration de la pompe est directement raccordée à la voie de sortie de la vanne. Le fluide, aspiré, entre dans la vanne par les 2 autres voies, en volume proportionnel à l’ouverture de chacune.
Une application courante du mode mélange des vannes thermiques 3 voies consiste à réguler la température des boucles de chauffage, par mélange des circuits départ et retour.
Montage en mode dérivation
En mode dérivation, répartition ou encore décharge, c’est le refoulement de la pompe qui est raccordé sur l’entrée de vanne. Poussé, le fluide ressort par les 2 autres voies, proportionnellement à l’ouverture de chacun.
C’est le schéma courant des distributions de fluides entre les centrales d’eau glacée et les CTA (centres de traitement de l’air).
Couplée à une sonde électronique ou mécanique, la vanne 3 voies devient un robinet thermostatique, régulant précisément la température de sortie de l’eau chaude sanitaire.
Les vannes thermiques 4 voies : des vannes mélangeuses ou de séparation
Les vannes 4 voies possèdent les mêmes capacités mélangeuses que les précédentes, mais conservent un débit constant dans chaque boucle. Elles permettent aussi de mettre alternativement en œuvre des circuits séparés de natures différentes.
Dans les circuits de chauffage à haute température, la vanne 4 voies a la capacité de réduire, même à plein régime de chauffe, les écarts de température entre les circuits de départ et de retour à l’entrée de la chaudière. Cette caractéristique est primordiale pour protéger le générateur des dégâts destructeurs causés par le « point de rosée ». Parallèlement, l’accélérateur est protégé des surcharges thermiques provoquées par les variations de débit ou le défaut de circulation du fluide caloporteur.
Dans une PAC, c’est la vanne 4 voies qui permet d’inverser le sens d’écoulement du fluide caloporteur pour passer alternativement du mode chauffage au mode climatisation.
Prix des vannes thermiques
Les prix moyens, hors pose, pour des appareils de milieu de gamme sont :
- Pour une vanne de radiateur : manuelle moins de 15 €, jusqu’à 150 € pour un robinet thermostatique.
- Pour une vanne mélangeuse 3 ou 4 voies manuelle en 1 1/4 : entre 80 et 150 €. Ajoutez autant pour la seule motorisation et jusqu’à 600 € pour une motorisation avec centrale de régulation.
- Pour un mitigeur thermostatique de réseau ECS, comptez entre 60 et 120 €.