Les châteaux d'eau et leurs alternatives. Calcul du volume du réservoir

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Le vase d'expansion (expansomat) est un élément important du système de chauffage, indicateur de pression d'égalisation et volume d'entretien du fluide caloporteur pendant sa dilatation et sa contraction thermiques.

Avant d'installer l'appareil, il est nécessaire de calculer correctement son volume.

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Problèmes possibles

Examinons d'abord les conséquences d'un calcul incorrect du vase d'expansion pour un système de chauffage fermé. Peut-être avez-vous également un réservoir inutilisable pour votre système, et vous ne le savez même pas. Si le volume du réservoir a été calculé correctement, il y aura toujours une pression stable dans le circuit. Peu importe que votre système soit ouvert ou fermé, le calcul du volume du vase d'expansion pour chauffer les deux types est similaire, car le principe de leur fonctionnement est à peu près le même. L'essentiel est que l'eau dans les tuyaux agit comme un caloporteur.

Autrement dit, il transporte la chaleur dans tout le circuit et la restitue à travers les radiateurs et les parois des tuyaux. Grâce à cela, la pièce devient chaude. Dans ce cas, la quantité d'eau change toujours. Une fois qu'il se réchauffe, il devient plus, et après qu'il se soit refroidi - moins. Il est impossible de presser l'eau mécaniquement, ce qui signifie que vous devez temporairement retirer son excès du circuit. Et il est impératif dans de telles quantités que la pression dans le système soit toujours maintenue au niveau requis, sans chute. Nous arrivons donc à l'essentiel - ce sont des chutes de pression.

Si des chutes de pression se produisent dans le circuit, ce sont les premières cloches de dysfonctionnement. Cela peut être dû au volume mal calculé du vase d'expansion pour le système de chauffage.

Calcul du volume de liquide de refroidissement dans les tuyaux et la chaudière

Le point de départ du calcul des caractéristiques techniques des composants est le calcul du volume d'eau dans le système de chauffage. En fait, c'est la somme de la capacité de tous les éléments, de l'échangeur de chaleur de la chaudière aux batteries.

Comment calculer vous-même le volume du système de chauffage, sans l'intervention de spécialistes ou l'utilisation de programmes spéciaux? Cela nécessite une disposition des composants et leurs caractéristiques générales. La capacité totale du système sera déterminée par ces paramètres.

Le volume d'eau dans le pipeline

Une partie importante de l'eau se trouve dans les canalisations. Ils occupent une grande part dans le schéma de fourniture de chaleur. Comment calculer le volume de liquide de refroidissement dans le système de chauffage et quelles caractéristiques des tuyaux devez-vous connaître pour cela? Le plus important d'entre eux est le diamètre de la ligne. C'est lui qui déterminera la capacité de l'eau dans les canalisations. Pour calculer, il suffit de prendre les données du tableau.

Des tuyaux de différents diamètres peuvent être utilisés dans le système de chauffage. Cela est particulièrement vrai pour les circuits collecteurs. Par conséquent, le volume d'eau dans le système de chauffage est calculé à l'aide de la formule suivante:

Vtot = Vtr1 * Ltr1 + Vtr2 * Ltr2 + Vtr2 * Ltr2 ...

Vtot

- capacité totale en eau des canalisations, l,
Vtr
- le volume du liquide de refroidissement en 1 lm. des tuyaux d'un certain diamètre,
Ltr
- la longueur totale de la ligne avec une section donnée.

Pour les tuyaux en plastique, le diamètre est calculé en fonction des dimensions des parois extérieures et pour les tuyaux en métal - en fonction des parois intérieures. Cela peut être important pour les systèmes thermiques longue distance.

Calcul du volume de la chaudière de chauffage

Le volume correct de la chaudière de chauffage ne peut être trouvé qu'à partir des données du passeport technique. Chaque modèle de cet appareil de chauffage a ses propres caractéristiques uniques, qui ne sont souvent pas répétées.

La chaudière au sol peut être grande. Cela est particulièrement vrai pour les modèles à combustible solide.En fait, le liquide de refroidissement n'occupe pas tout le volume de la chaudière de chauffage, mais seulement une petite partie de celle-ci. Tout le liquide est situé dans un échangeur de chaleur - une structure nécessaire pour transférer l'énergie thermique de la zone de combustion du carburant vers l'eau.

Si les instructions de l'équipement de chauffage ont été perdues, la capacité approximative de l'échangeur de chaleur peut être considérée comme une erreur de calcul. Cela dépend de la puissance et du modèle de chaudière:

  • Les modèles sur pied peuvent contenir de 10 à 25 litres d'eau. En moyenne, une chaudière à combustible solide de 24 kW contient environ 20 litres dans un échangeur de chaleur. liquide de refroidissement;
  • Ceux à gaz muraux sont moins volumineux - de 3 à 7 litres.

Compte tenu des paramètres de calcul du volume de liquide de refroidissement dans le système de chauffage, la capacité de l'échangeur de chaleur de la chaudière peut être négligée. Cet indicateur varie de 1% à 3% de la fourniture totale de chaleur d'une maison privée.

Sans nettoyage périodique du chauffage, la section des tuyaux et le diamètre d'alésage des batteries sont réduits. Cela affecte la capacité réelle du système de chauffage.

Comment se produisent les gouttes?

Options possibles:

  • augmenter;
  • abaissement.

Les deux processus sont interconnectés. Une augmentation de la pression dans le circuit signifie que le liquide de refroidissement n'a nulle part où aller après avoir augmenté de volume. L'une des raisons, et non la seule, peut être le calcul incorrect du vase d'expansion pour un chauffage de type fermé. Comment cela se passe-t-il dans la pratique? Prenons par exemple un circuit contenant cent litres de liquide de refroidissement:

  • il y a cent litres de liquide froid dans le système;
  • la chaudière se met en marche et chauffe le liquide de refroidissement;
  • l'eau se dilate et elle ne devient plus cent, mais environ cent cinq litres;
  • l'excès de liquide doit aller quelque part. Pour cela, un vase d'expansion est installé dans le circuit;
  • une fois le liquide de refroidissement refroidi, il n'était pas suffisant dans le circuit, car une partie de celui-ci s'est évincé dans le réservoir. En conséquence, l'eau doit être renvoyée dans les tuyaux, ce qui se produit si tout va bien.

Chutes de pression

Si le volume du vase d'expansion pour un système de chauffage fermé est inférieur à celui nécessaire, tout le liquide qui ne rentre pas sera évacué à l'extérieur. Des vannes spéciales sont fournies dans le circuit qui libèrent le liquide de refroidissement si la pression atteint un niveau critique. Les chaudières modernes sont également équipées de telles vannes. Ceci est une condition préalable au fonctionnement sûr du chauffage. Une augmentation de la pression peut même conduire à une explosion. Imaginez les conséquences lorsque les tuyaux éclatent simplement et que l'eau chaude vole dans toutes les directions. En plus du fait que vous pouvez vous blesser à la suite d'un choc, une telle urgence pourrait causer des brûlures aux personnes et aux animaux à proximité.

Plus tard, après refroidissement, l'eau diminue de volume. Le liquide du réservoir est renvoyé dans les tuyaux, mais le liquide de refroidissement ne suffit toujours pas. En effet, l'eau prélevée n'est pas retournée vers l'extérieur, elle est partie irrévocablement. En conséquence, la pression dans le circuit baisse fortement. Cela conduit aux résultats suivants:

  • arrêt de la chaudière. Les appareils de chauffage ont un certain seuil de pression minimum auquel ils peuvent fonctionner. Si cette valeur n'est pas maintenue, elle ne peut tout simplement pas s'allumer, l'automatisation ne le permet pas;
  • dégivrage du système. Si l'arrêt de l'équipement de chauffage a eu lieu en hiver et que vous n'êtes pas chez vous, un accident grave peut survenir. Le système gèlera en quelques heures, selon le niveau d'isolation thermique de votre maison;
  • le besoin de recharge. Il est nécessaire d'ajouter la quantité d'eau manquante au circuit.

Ce sont les résultats d'erreurs grossières commises lors du calcul du vase d'expansion pour le chauffage, ou si vous vous êtes appuyé sur un réservoir intégré à la chaudière.

Les chaudières modernes ont des réservoirs intégrés, dont le volume est souvent insuffisant. Assurez-vous de tenir compte de ce fait et, si nécessaire, installez des réservoirs supplémentaires.

Il arrive aussi que le réservoir soit complètement rempli, que la pression continue d'augmenter, mais n'atteigne pas le niveau critique. L'aiguille du manomètre s'équilibre à la limite du maximum de fonctionnement du circuit, alors que tout fonctionne. De tels cas sont innombrables. Les gens posent très souvent des questions sur ces différences. Bien sûr, de tels processus les inquiètent, car ils ne sont pas la norme. Avec de telles augmentations, le circuit fonctionne dans des conditions extrêmes, ce qui conduit à son usure précoce. En outre, de tels processus affectent négativement la chaudière, et cela coûte de l'argent et n'est pas petit.

Comment calculer le volume d'un vase d'expansion pour un chauffage de type fermé

Le système de chauffage d'une maison privée doit être équipé de tous les éléments nécessaires à son bon fonctionnement.

Les tentatives de se passer de tout dispositif «sans importance» conduisent à des situations d'urgence nécessitant une réparation et une restauration sérieuses.

De plus, même la présence complète des parties nécessaires du circuit ne fournira pas un mode de fonctionnement régulier si elles sont mal sélectionnées et ne correspondent pas à leurs caractéristiques.

Toutes les unités doivent être soigneusement calculées et sélectionnées en fonction des données obtenues.

Le vase d'expansion est un élément de protection du système contre la rupture en cas de dépassement de la pression admissible.

Rester sans chauffage en hiver est un problème sérieux (lisez ici sur la réparation et le diagnostic des violations de plomberie dans la salle de bain).

Par conséquent, le fonctionnement fiable et correct du vase d'expansion est d'une importance vitale.

Sélection du volume

Considérons séparément comment calculer un vase d'expansion pour chauffer les types scellés et ouverts. Étant donné que la conception et le principe de fonctionnement de ces réservoirs sont complètement différents, bien que les deux remplissent la même fonction.

Réservoir ouvert

Les dimensions du vase d'expansion pour un système de chauffage ouvert, en gros, déterminent son volume, car la conception d'un tel réservoir est assez simple. Il est en tôle. Il a un trou par lequel le liquide de refroidissement pénètre à l'intérieur et retourne dans les tuyaux. Ils peuvent également être équipés d'un trou de trop-plein par lequel l'excès d'eau est évacué dans le drain.

Il arrive qu'un maquillage automatique soit amené dans la cuve. Mais l'essentiel est de savoir comment le vase d'expansion du système de chauffage est calculé, ou plutôt son volume. Prenons le même système avec cent litres d'eau. Après chauffage, le liquide augmentera de cinq pour cent, peut-être plus, en fonction de la température dans le circuit. Il s'avère que le volume du vase d'expansion pour ce système de chauffage ouvert doit être d'au moins cinq litres, de préférence plus. Et le calcul du vase d'expansion pour le système de chauffage est réduit à l'algorithme suivant:

  • cinq litres, c'est l'expansion de l'eau;
  • un couple de litres doit toujours être dans le réservoir - c'est pour empêcher l'air de pénétrer dans le circuit;
  • trois litres doivent être fabriqués en réserve.

Sur la base du calcul du volume du vase d'expansion pour le chauffage, il reçoit dix litres. Soit dit en passant, c'est la méthode de sélection la plus simple et la plus courante - dix pour cent de la quantité d'eau dans le circuit.

La façon la plus simple de calculer le volume d'un vase d'expansion pour le chauffage est de calculer un dixième de la quantité totale de liquide de refroidissement. C'est une valeur avec la marge nécessaire, à laquelle tout fonctionnera comme sur des roulettes.

Pour les systèmes fermés, en plus de la méthode simple et populaire de calcul du volume du vase d'expansion du système de chauffage, il existe des méthodes plus précises. Pour en profiter, vous devez connaître plusieurs valeurs. Ceux-ci inclus:

  • de combien le volume d'eau (HR) augmente lorsqu'il est chauffé. Réponse: cinq pour cent. La valeur a été arrondie au nombre entier le plus proche sans fractions pour plus de commodité. Si un liquide antigel circule dans votre circuit, alors cette valeur sera plus élevée;
  • combien d'eau est dans le circuit (VC). Ces données devraient déjà être disponibles dès la conception.Puisque la sélection de l'appareil de chauffage est basée sur cette valeur. S'il arrive que vous ne sachiez pas combien de litres il y a, il ne reste plus qu'à mesurer. La première chose qui me vient à l'esprit est de vider complètement tout le liquide du circuit et de le remplir. Le nombre de litres peut être mesuré dans des seaux, ou vous pouvez utiliser un compteur spécial installé sur le ruisseau;
  • quelle est la pression maximale pour laquelle le circuit et la chaudière (DK) sont conçus. Cette valeur peut être lue sur les documents du réchauffeur ou sur le réchauffeur lui-même. Il est peu probable qu'il arrive qu'il n'y ait ni documents ni informations sur le corps de la chaudière. Mais si cela s'est vraiment produit, Internet vous aidera;
  • quelle est la pression dans la chambre à air du vase d'expansion (DB). Ceci est également indiqué dans la documentation technique.

Pour calculer le volume du vase d'expansion nécessaire pour le chauffage, un simple calcul mathématique doit être effectué:

OV x VK x (DK + 1) / DK - DB

Sur la base des résultats du calcul de la capacité du vase d'expansion pour le chauffage, vous recevrez une valeur précise. La question de l'opportunité de calculs aussi complexes reste ouverte. Sans aucun doute, selon les résultats de cette formule de calcul du vase d'expansion du système de chauffage, une valeur inférieure sera obtenue que selon les résultats de la méthode "folk". Mais une plus grande marge d'erreur n'est pas une erreur. Si le réservoir est plus grand que ce dont vous avez besoin, ça va, il vous suffit de le configurer correctement.

Types de vases d'expansion

Comme vous le savez, pour le chauffage de logements privés, différents principes d'alimentation en liquide de refroidissement peuvent être appliqués - circulation naturelle et forcée. Pour chaque type de système, ses propres modifications du vase d'expansion sont utilisées:

  • Ouvert. Dans les infrastructures à circulation naturelle, le réservoir supplémentaire est installé au point le plus élevé et se présente sous la forme d'un réservoir ouvert. La pression dans les tuyaux est égale à la pression atmosphérique, et les bulles d'air sont éliminées à travers le réservoir et, si nécessaire, de l'eau est complétée.
  • Fermé. Si une pompe est installée dans la conduite de chauffage pour faire circuler le liquide de refroidissement, un cylindre métallique scellé avec de l'air comprimé agit comme un vase d'expansion. L'excès de liquide de refroidissement est fourni au réservoir lorsqu'il est chauffé, et lorsque la température baisse, la pression de l'air repousse le liquide.

Un vase d'expansion fermé offre des avantages significatifs par rapport à un vase ouvert. Son installation peut être effectuée dans n'importe quel endroit pratique, l'absence de contact avec l'atmosphère protège l'espace intérieur des tuyaux et des radiateurs de la corrosion et de la pénétration de saletés et de petits débris. Cependant, la décision finale sur le choix du type de vase d'expansion est généralement dictée par le schéma de mise en œuvre du système de chauffage dans son ensemble, et non par ces avantages importants, mais non décisifs.

À quel niveau pomper la chambre à air

Il est important d'ajuster correctement le vase d'expansion pour un chauffage de type fermé. Le calcul de la capacité est, bien sûr, un aspect sérieux, mais même s'il est fait correctement, le réservoir peut toujours fonctionner de manière inappropriée. Pour faire face à cela, revenons brièvement sur sa conception. Il se compose de deux compartiments avec un joint en caoutchouc entre eux. Il n'y a pas de connexion entre les caméras. Il y a un mamelon dans le compartiment à air.

Pendant le fonctionnement, l'eau remplit le volume de la chambre du réservoir, tandis que la membrane est étirée. Si la pression dans la chambre à air est trop élevée, cela empêchera simplement l'élastique de se déformer. En conséquence, le réservoir ne fonctionne pas. La chambre à air doit être inférieure de deux dixièmes d'atmosphère à la pression de service de la chaudière. Vous pouvez également utiliser les recommandations du fabricant pour la personnalisation.

Pourquoi avez-vous besoin d'un vase d'expansion pour le chauffage

Pour le fonctionnement normal du système de chauffage et la circulation stable du liquide de refroidissement à travers tous ses éléments, une pression stable est nécessaire. Ses sauts brusques entraînent une violation du régime hydraulique et un dysfonctionnement des unités individuelles.Pour éviter cela, un vase d'expansion est fourni dans le système. Sa tâche est de compenser le changement de volume du liquide de refroidissement (eau ou antigel) causé par un changement de sa température, afin de réduire les risques de coup de bélier. La modification du volume du liquide de refroidissement est également affectée par sa composition et, par conséquent, le coefficient de température. Lors de l'utilisation d'eau, la valeur de ce coefficient est en moyenne de 4%, dans le cas de l'antigel, par exemple l'éthylène glycol, de 4,4 à 4,8% (en fonction de la concentration de glycol dans l'antigel). C'est le vase d'expansion qui est le conteneur même où l'excès de liquide de refroidissement est déversé afin de maintenir la pression requise dans le réseau.

Selon le type de système de chauffage (ouvert ou fermé), différents vases d'expansion sont utilisés. Immédiatement, nous notons qu'un système ouvert (on l'appelle aussi un système à circulation naturelle - auto-fluide) est rarement utilisé dans les nouvelles maisons, on le trouve principalement dans les bâtiments anciens.

Calcul et sélection du vase d'expansion

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