Chaque système en a besoin ! Vase d'expansion pour le chauffage

Le fonctionnement des systèmes de chauffage autonomes est associé à des fluctuations du volume du liquide de refroidissement provoquées par son chauffage et son refroidissement.

Pour atténuer les coups de bélier et compenser la dilatation thermique, un réservoir spécial est installé dans le circuit de chauffage.

Le nom technique de l'appareil est expansomat. (du mot expanse – « s'étendre »). Il s'agit d'un réservoir métallique d'un certain volume, muni d'un tuyau de dérivation pour le raccordement au système.

Vases d'expansion : ce qu'ils sont, leur fonction, les différences avec les autres dispositifs hydrauliques, les types

Le liquide caloporteur circulant dans le circuit a la propriété de se dilater lors du chauffage et de diminuer de volume lors du refroidissement.

L’eau étant incompressible, lorsqu’elle se dilate, l’excès de liquide reste à l’intérieur des tuyaux.

Ce phénomène physique augmente la pression hydrostatique du circuit fermé, ce qui peut endommager le pipeline, mauvais fonctionnement de l'appareil de chauffage, panne des pompes.

Pour prévenir les situations d'urgence, des réservoirs spéciaux (vases d'expansion) sont installés dans les réseaux de chauffage autonomes. Ils se présentent sous forme de conteneurs. de forme sphérique, cylindrique ou rectangulaire, dans lequel s'écoule l'excès de liquide de refroidissement chaud.

Selon le type, les appareils disposent de membranes internes, de tuyaux de raccordement à la canalisation, d'évacuation de l'eau refroidie, d'évacuation de l'excédent dans l'égout, ainsi que de soupapes de sécurité.

Quelle est la différence entre les réservoirs hydrauliques pour les systèmes de chauffage de l'eau et les dispositifs d'alimentation en eau ?

1. But.

Vases d'expansion pour systèmes de chauffage compenser la dilatation thermique de l'élément circulant.

Fonctions accumulateurs hydrauliques — accumulation d'un volume d'eau de réserve pour assurer la pression lorsque la pompe est arrêtée et protection du système contre les coups de bélier.

1. Conception.

Dans la cavité du vase d'expansion, le liquide chaud entre en contact avec les parois de l'appareil (membrane et type ouvert), ou en contact uniquement avec la membrane élastique (type de ballon). Pour les accumulateurs hydrauliques d'alimentation en eau, la première option est exclue.

1. Matériau de cloisonnement.

Dans les réseaux de chauffage, la membrane est sollicitée lentement ; la résistance thermique est donc essentielle. Pour les réservoirs hydrauliques d'alimentation en eau, Membrane en caoutchouc de qualité alimentaire, résistante aux étirements fréquents et rapides.

Réservoirs ouverts : dispositif, principe de fonctionnement, avantages et inconvénients

Extenseurs de ce type utilisé dans les réseaux de chauffage sans pompes de circulationIl s'agit d'un récipient sans couvercle, relié au système de chauffage et installé au niveau le plus élevé (dans le grenier).

Photo 1. Schéma d'installation d'un vase d'expansion ouvert dans un système de chauffage. Chaque élément de la structure est étiqueté.

Lors du chauffage, le volume du fluide caloporteur augmente et l'excédent s'écoule dans le réservoir. Lorsque la température diminue, l'eau revient par gravité. Si le liquide bout, ses vapeurs s'échappent par le haut ouvert.

Comme le liquide de refroidissement peut déborder, ces réservoirs sont équipés d'un raccord de trop-plein, par lequel l'excédent d'eau est évacué vers les égouts. Les avantages comprennent :

• simplicité de conception, facilité de réparation ;
• faible coût de l'appareil ;
• la possibilité de fabriquer le réservoir non seulement en acier, mais aussi en plastique.

Les vases d’expansion ouverts présentent plus d’inconvénients que d’avantages.Il s'agit notamment de l'évaporation naturelle du liquide, de l'apparition de corrosion des récipients métalliques, de la nécessité d'une surveillance constante et de l'impossibilité d'utilisation dans les réseaux de chauffage avec antigel.

Vase d'expansion de type fermé avec air et vanne

Dans les réseaux où le liquide de refroidissement se déplace sous l'influence d'équipements de pompage, des vases d'expansion fermés sont installés.

La principale caractéristique de conception de ces réservoirs est étanchéité totale, permettant de maintenir une pression constante.

Les boîtiers sont en acier, la cavité interne est divisée en deux sections par un ballon ou une membrane diaphragme.

La première est appelée chambre à gaz (air), remplie mélange contenant de l'azote ou de l'air. Deuxième - compartiment à liquide, où le liquide de refroidissement chauffé entre. Chaque chambre est entièrement étanche, de sorte que le liquide n'entre en contact ni avec l'environnement ni avec le gaz. Le dispositif est complété par un tuyau de dérivation pour le raccordement au réseau de chauffage et une soupape de surpression.

Principe de fonctionnement

Sous l'effet de la dilatation, le liquide de refroidissement chaud est expulsé du circuit vers le compartiment liquide du réservoir, appuyant sur la membrane élastique. Dans une autre chambre, le mélange gazeux est comprimé, ce qui crée une pression excessive.

Dès que le liquide refroidit et perd du volume, il est comprimé par l'action de l'air comprimé est repoussé dans le pipeline.

Lorsque la pression et la température augmentent rapidement et que le volume de liquide dans le vase d'expansion atteint des valeurs critiques, la soupape de sécurité est déclenchée : l'excès d'eau est évacué.

Types de membranes

Les dispositifs de compensation sont fabriqués avec des cloisons élastiques de deux types :

1. Diaphragme — fixé sur le périmètre intérieur et divisant l'espace en deux. Le liquide entre en contact avec les parois, qui sont alors enduites de composés résistants à la chaleur et à l'humidité.
2. Ballon — ressemblant extérieurement à un ballon et fixé au tuyau d'admission. À l'entrée, le liquide de refroidissement reste à l'intérieur de la membrane, sans toucher les parois de l'appareil.

Cloisons de type diaphragme stationnaire, il est impossible de les remplacer en cas de casse. Le remplacement des cylindres s'effectue via la bride du vase d'expansion, fixée par des boulons.

Avantages et inconvénients

Il existe d’autres avantages en faveur des vases d’expansion de type fermé :

• dimensions compactes;
• aucun contact entre le liquide de refroidissement et l'environnement extérieur, ce qui élimine le processus d’évaporation ;
• perte de chaleur minimale;
• la capacité de créer une pression supplémentaire;
• installation dans n'importe quelle partie de la chaufferie;
• valeurs élevées de pression ultime;
• prolongation de la durée de vie chaudière, radiateurs, canalisations.

Les dispositifs d’expansion fermés présentent peu d’inconvénients., parmi lesquels le coût relativement élevé et l’impossibilité de remplacer la membrane du diaphragme.

Options de calcul

Pour les petits circuits dans lesquels circule un fluide 150 litres et moins liquides, ils acquièrent des expanseurs avec un volume de 10% À partir de la capacité totale du système. Pour le calcul des dispositifs des grands réseaux de chauffage complexes, trois méthodes sont utilisées :

Méthode n°1Calcul du volume d'expansion total du liquide circulant dans le réseau. Cette méthode permet de calculer le réservoir hydraulique à membrane. avec une précision de 10 %. Pour ce faire, déterminez :

• Le volume total de fluide caloporteur dans l'ensemble du système (valeur C). Une valeur approximative peut être obtenue en connaissant la puissance de la chaudière - 1 kW consommé environ 15 litres. Le remplissage du contour à travers le compteur donne un résultat précis.
• La valeur de la dilatation thermique (E) en tenant compte du type de liquide de refroidissement. Pour l'eau à t 90º C est le coefficient accepté 0,034, la valeur pour les antigels est indiquée dans le tableau.
• Indicateur de la pression maximale possible dans le circuit (P_max) — correspond au seuil de la soupape de sécurité.
• Pression minimale (de réglage) (P₀), auquel fonctionne le réseau de chauffage.

Photo 2. Tableau avec un exemple de calcul de différentes caractéristiques d'un vase d'expansion en fonction de plusieurs conditions.

Les données sont substituées dans la formule :

V=(E×C)÷(1-(P0÷Pmax))

Le nombre résultant est arrondi au supérieur., car le vase d'expansion doit compenser le volume calculé par une petite réserve. Pour cela, le facteur de remplissage de l'appareil est également pris en compte.

Méthode n°2. Contacter des entreprises de conception spécialisées est une option prioritaire, car elle permet d'obtenir le résultat le plus précis. Le coût élevé du service est entièrement compensé par le choix rationnel du réservoir (vous ne paierez pas trop cher pour un volume inutile) et les économies réalisées sur les réparations d'urgence.

Méthode n°3. Utilisation de calculatrices en ligne. Les ressources Internet permettent d'obtenir des valeurs avec une précision variable ; ces résultats sont donc considérés comme approximatifs.

5 critères pour choisir ses produits

1. Type de circulation du liquide de refroidissement. Pour les systèmes où l'eau circule naturellement, on utilise un réservoir ouvert. Dans les réseaux autonomes équipés de pompes de circulation, on utilise des réservoirs hydroélectriques à membrane.

1. Taper. Les réservoirs à membrane non remplaçable (diaphragme) sont moins coûteux que les détendeurs à ballonnet. Cependant, en cas de rupture du diaphragme, le réservoir devra être entièrement remplacé.
2. Volume. Il s'agit d'une valeur calculée et elle est toujours arrondie au chiffre supérieur.
3. Pression de service maximale. Doit correspondre à (être au moins égal à) la valeur maximale possible pour l'ensemble du système de chauffage.
4. Spécifications techniques. Les températures de fonctionnement admissibles, la pression, le volume, le type de membrane, les options de montage et le raccordement aux tuyaux sont pris en compte.

Lors de votre choix, tenez compte des fabricants. Les grandes marques tiennent à leur réputation ; il n'y a donc aucun risque d'acheter un vase d'expansion de mauvaise qualité. Parmi les entreprises réputées, on trouve : AQUASYSTEM, REFLEX, WESTER, IMERA, BOSCH et d'autres.

Photos des produits

Photo 3. Vase d'expansion fermé pour système de chauffage. Fabricant du produit Stout.

Photo 4. Vase d'expansion de type fermé (produit rouge) raccordé au circuit de chauffage.

Photo 5. Vase d'expansion ouvert raccordé au système de chauffage. Le vase est situé au sommet de la structure.

Vidéo utile

Regardez la vidéo pour savoir où installer le réservoir dans votre système de chauffage.

Service

Pour un bon fonctionnement du circuit de chauffage et une longue durée de vie du vase d'expansion Des mesures préventives doivent être effectuées une fois tous les six mois. Les travaux comprennent la vérification des dommages externes, des fuites, de la pression initiale et de l'intégrité de la membrane, ainsi que son remplacement si nécessaire. Si le réservoir démonté ne doit pas être utilisé pendant une longue période, l'eau doit être vidangée et stockée dans un local sec.