Le circuit de chauffage       Dernière mise à jour le 18 février 2008
1/ Comment chauffent les radiateurs à eau: observations, suppositions, tests, schémas.
2/ Maquette d'un circuit de chauffage - 3/ Régulation - 4/économies d'énergie

Nous observons le circuit de chauffage de notre classe. Les trois radiateurs sont reliés à deux longs tuyaux qui courent le long des murs. Nous remarquons que le tuyau du haut est chaud, et que celui du bas est froid
Nous supposons que de l'eau chaude circule dans les radiateurs et repart froide par le tuyau du bas.

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Pour prouver qu'il y a de l'eau dans les radiateurs, Anthony a dévissé le robinet de purge de chacun d'eux. Il en est sorti de l'air sous pression, puis de l'eau chaude.

      

On a remarqué qu'elle était trouble et chargée de rouille. Cela montre qu'elle tourne en circuit fermé. Ce n'est pas l'eau chaude sanitaire.

Le troisième radiateur était froid, donc fermé. En ouvrant son robinet de réglage, on a constaté qu'il commençait à chauffer par le haut. Cela confirme le sens de circulation de l'eau, tel que nous l'avions supposé.
Avec un thermomètre, nous constatons que l'air au dessus du radiateur chauffe rapidement de 18°C à 34°C en environ 30 min.

  

Mobile à air chaud placé au dessus du radiateur pour observer la convection de l'air:
 
Voir la vidéo (450 ko au format WMV)

Note: la chaudière fonctionne à l'aide d'une réserve de combustible: fioul domestique ou gaz.

Construction de la maquette:

Enzo a apporté deux bidons plats qui joueront le rôle de radiateurs dans la maquette. Nous devions placer les tubes d'entrée et de sortie d'eau sur chaque radiateur. Charles a tracé les repères avec un porte-mines puis les a pointés au compas. Chacun à notre tour, nous avons percé les bidons avec un foret de 3,5 mm puis de 4 mm de diamètre. Le maître avait découpé 4 tubes de laiton de 4 mm de diamètre également. Charlotte et Enzo les ont ébavurés pour qu'ils rentrent mieux dans les trous faits à la perceuse.


       

Chacun à notre tour, nous avons soudé les tubes de laiton dans les trous des bidons que nous avions percés. Pour cela nous avons utilisé une lampe à souder miniature et du fil d'étain. Nous avons chauffé les tubes de laiton avant d'appliquer le fil d'étain. Celui-ci fond, se faufile entre les deux pièces métalliques, se colle à elles puis refroidit et se solidifie.

 

Pour les essais, nous avons pris un bac rempli d'eau chaude colorée avec de la gouache jaune. Nous y avons plongé le tuyau d'entrée d'eau, puis nous avons allumé la pompe qui joue le rôle de circulateur (c'est une pompe à eau de lave-glace).
Nous avons fait fonctionner le circuit de chauffage, l'eau voyageait dans tous le circuit et les radiateurs se remplissaient. Enzo, Charles, Charlotte, Téo et Ugo.

Circuit simplifié avec les deux radiateurs et le circulateur:
   
 
Préparation de la chaudière à partir d'une boîte de cirage:
 
Tubes en laiton coudés à la flamme:
     
 
Soudure des tubes sur le récipient:
 
 
Les éléments au complet:
 
La lampe à alcool:
 
Remplissage des radiateurs
 
 
A suivre

 

La régulation du chauffage

Nous avons démonté l’un des robinets thermostatiques afin de comprendre son fonctionnement.
Il est composé d’ un support en matière plastique dont l’embout fileté se visse sur le corps du robinet. Il contient une cartouche cylindrique en métal, terminée par une tige en plastique.
C’est cette tige en plastique qui appuie sur la vanne du radiateur.

Voici la sonde thermostatique d'un robinet de radiateur:

Si l'on enlève la tige, on observe à l'intérieur de la cartouche une pièce en cuivre. Elle est composée de plusieurs anneaux, un peu comme un accordéon.

  

Soufflet de cuivre ressemblant à la pièce à l'intérieur de la sonde

 

Nous plaçons la sonde entre les becs du pied à coulisse et nous mesurons sa longueur à froid : 63,11 mm (63 millimètres et 11 centièmes). Puis nous plaçons l'ensemble au dessus du radiateur pour voir ce qui se passe:

Très rapidement, la mesure augmente : 63,29 mm, 63,66 mm, 64,44 mm, 65,20 mm, 65,58 mm, 66,19 mm puis 66,46 mm.        66,46 - 63,11 = 3,35 mm          L'allongement est de 3,35 mm

Grâce au pied à coulisse à montre, on observe l'allongement du système thermostatique:

Longueur à froid: 62,7 mm

68,1 mm - 62,7 mm = 5,4 mm        La sonde s'est allongée de 5,4 mm sous l'effet de la chaleur

 
 
 
La chaudière et son brûleur:
   
 
 

Page en cours de saisie 2007-2008

Grammaire :
Phrases à transformer

Les radiateurs chauffent l'air de la pièce.

Pronoms et variations: Ils le chauffent. Ils le chauffaient. Ils l'ont chauffé. Ils l'avaient chauffé.

Forme passive: L'air de la pièce est chauffé par les radiateurs.

Phrase nominale: Chauffage de l'air de la pièce par les radiateurs.

Au niveau des radiateurs, l'eau échange sa chaleur avec l'air.

Pronoms et variations: Au niveau du radiateur, elle l'échange avec lui. Elle l'échangeait. Elle l'a échangé. Elle l'avait échangé.

Forme passive: Au niveau du radiateur, la chaleur de l'eau est échangée avec l'air.

Phrase nominale: Echange de la chaleur de l'eau avec l'air au niveau du radiateur.

La pompe propulse l'eau dans le circuit de chauffage.

Pronoms et variations:

Forme passive:

Phrase nominale:

La chaudière réchauffe l'eau du circuit.

Pronoms et variations:

Forme passive:

Phrase nominale:

Le thermostat régule la température de la pièce

Pronoms et variations:

Forme passive:

Phrase nominale:


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