Vase d'expansion du système de chauffage: appareil, calcul et sélection de la meilleure option

Un vase d'expansion du système de chauffage correctement sélectionné et correctement installé ne permettra pas sa défaillance, il maintiendra la pression au niveau requis. Il est nécessaire comme réserve pour l'expansion de l'eau lorsqu'il est chauffé. Selon le type de système, l'extenseur intégré peut être ouvert ou fermé.

Nous verrons comment choisir une capacité de réserve en fonction du schéma de chauffage en cours de création. L'article que nous avons présenté décrit les caractéristiques de conception et les spécificités de l'installation des expandeurs. Des recommandations sont données, dont le respect assurera le fonctionnement idéal du circuit de chauffage de tout type.

Vases d'expansion ouverts

Une caractéristique de conception des détendeurs de type ouvert est le contact du liquide de refroidissement avec l'atmosphère. La circulation dans les systèmes avec un expanseur de ce type est une convection. Lorsqu'il est chauffé, le volume de liquide augmente, son excès est absorbé par le réservoir.

Avec une baisse des indicateurs de température, le liquide revient par gravité, sous l'influence de la gravité.

En raison de la pression nulle dans le réservoir, l'appareil ne nécessite pas de structure métallique solide, donc:

• tout métal est utilisé dans la fabrication du boîtier;
• un récipient prêt à l'emploi en plastique résistant à la chaleur peut être utilisé;
• la forme du réservoir n'est pas importante.

Dans les maisons d'été, un tel équipement peut être assemblé à partir de moyens improvisés. En tant que conteneur, vous pouvez utiliser un bidon ou un baril en plastique équipé d'un tuyau de réception et d'une sortie pour le trop-plein.

Les expanseurs de type ouvert peuvent être réalisés sous la forme d'un réservoir rectangulaire avec un couvercle sans pression sur le plan supérieur

Extérieurement, il s'agit d'un réservoir métallique ordinaire, dont le plan supérieur est équipé d'une ouverture pour l'entretien et l'ajout de liquide.Une protection anti-colmatage est assurée par le couvercle étanche. Les attaches sont prévues en partie basse ou sur le plan latéral.

Les systèmes de chauffage ouverts sont utilisés dans les bâtiments de faible hauteur, où le volume de liquide de refroidissement et la durée des communications de chauffage sont relativement faibles.

Les exigences d'installation sont simples:

• l'expanseur est placé à hauteur maximale, sur la ligne d'alimentation;
• l'alimentation est reliée au réservoir par le tuyau;
• Pour drainer l'excès de fluide, un taraudage de trop-plein est effectué au-dessus du niveau calculé.

Pour assurer la circulation par gravité, il est recommandé d'utiliser des tuyaux plus gros pour l'installation.

Une structure ouverte est placée au point haut, d'où le liquide s'écoule par gravité

Habituellement, ils essaient de monter le réservoir dans une pièce chauffée, équipée d'un grenier chauffé, et si cela n'est pas possible, le réservoir devra être isolé. La présence d'isolant ne permettra pas le gel du liquide et la perte de performance du système.

Vases d'expansion fermés

La spécificité structurelle des modifications des cuves fermées est l'étanchéité totale, qui permet de maintenir la pression nécessaire à la circulation en tout point du système.

Le réservoir à l'intérieur est divisé par une membrane en parties d'air et de liquide. Chacun des compartiments est complètement scellé - le mélange contenant de l'azote de la section d'air ne se mélange jamais avec le liquide de refroidissement remplissant le compartiment de liquide.

Principe d'opération vase d'expansion fermé réside dans le fait que le liquide chauffé du système est poussé dans la partie liquide du réservoir et commence à presser sa partie contre la membrane étanche. La cloison se déforme et agit sur la partie aérienne en la comprimant.

En conséquence, le volume de la chambre à air du réservoir diminue et le gaz qu'il contient est comprimé. Cette situation contribue à une augmentation de la pression dans le système. Dès que la pression se normalise, le liquide de refroidissement est repoussé du compartiment liquide.

Si la pression augmente rapidement, alors, lorsqu'un volume critique de liquide dans le réservoir est atteint, une soupape de sécurité est activée. En conséquence, l'excès de liquide de refroidissement sera retiré du réservoir.

La conception fermée est complètement étanche, dans sa partie inférieure, il y a une bride avec une buse de réception, dans la partie supérieure - un mamelon pour le remplissage de gaz

Selon la forme, tous les extenseurs fermés pour l'installation dans le système de chauffage sont divisés en les types suivants:

1. Sphérique - Une sorte de membrane avec une cloison élastique. A la réception du liquide, il s'étire et reprend tout le surplus de volume. Le réservoir lui-même a l'apparence d'une capsule sphérique.
2. ovale - Un autre type de poussoirs hydrauliques à membrane. Le cylindre de l'expanseur est traditionnellement divisé par une membrane flexible en chambres à gaz et à liquide, mais la configuration du corps a une forme verticale légèrement allongée.

Extérieurement, les rallonges ovales sont un cylindre cylindrique peint en rouge. D'une part, un mamelon est prévu pour créer une pression dans la chambre à gaz, d'autre part, un tuyau à travers lequel le système est connecté.

Les unités de montage sont soudées sur le boîtier, ce qui permet une installation articulée de l'équipement et est capable de supporter son poids de travail. La modification sphérique du réservoir ne diffère de l'ovale que par sa forme.

Selon les variétés, les expanseurs à membrane fermée sont divisés en modifications de diaphragme et de ballon

Dans les systèmes fermés, la circulation par gravité ne peut pas fournir le niveau de pression requis. Par conséquent, la conception comprend pompe de circulation.

L'extenseur lui-même peut être installé n'importe où dans le système, mais lors des travaux d'installation, il est conseillé de prendre en compte les recommandations suivantes:

• le meilleur endroit pour l'installation est la conduite de retour, jusqu'au point de la pompe;
• il est préférable d'amener l'alimentation en liquide de refroidissement par le haut, ce qui réduira la pénétration de l'air et maintiendra les performances lorsque la membrane est endommagée;
• le manque de volume principal peut être compensé en installant un extenseur supplémentaire avec une capacité inférieure.

Lors de l'installation, il n'est pas interdit de prendre en compte l'intérieur de la pièce, si nécessaire. Pour contrôler le niveau pression dans le système de chauffage le détendeur doit être équipé d'un manomètre.

Un détendeur fermé est généralement placé devant la chaudière, sur le site d'installation de la pompe de circulation

La possibilité de placement à proximité de la chaudière supprime le problème de la nécessité d'isoler le réservoir. L'équipement est situé dans une pièce chaude, ce qui garantit une facilité d'utilisation.

Quel design est le meilleur?

Les systèmes, selon l'appareil et le matériau du vase d'expansion, diffèrent dans la liste des avantages et des inconvénients. Mais, selon les experts et les utilisateurs expérimentés, les avantages de la fonctionnalité sont du côté des options fermées.

Avantages et inconvénients d'un réservoir ouvert

Le système à écoulement automatique nécessite des tuyaux plus gros, ce qui à son tour augmente directement les coûts. Budget de règlement système de chauffage ouvert avec un détendeur non pressurisé augmente légèrement, bien qu'il reste relativement faible.

Les principaux avantages de cette option sont la simplicité, ainsi que le faible coût des composants et des travaux d'installation. Une autre caractéristique positive est l'absence de besoin de contrôler le niveau de pression.

Un extenseur de type ouvert pour les petits systèmes peut être assemblé à partir de moyens improvisés, son installation sera également simple

Cependant, il y a beaucoup plus d'inconvénients:

• l'utilisation d'antigel est dangereuse en raison des fumées toxiques;
• les options de montage ne sont limitées que par le point supérieur du système;
• un contact constant avec l'atmosphère augmente le risque de congestion de l'air et de corrosion;
• échauffement lent;
• les différences de température accompagnant la circulation par convection accélèrent l'usure de l'équipement;
• utilisé dans le chauffage de bâtiments de faible hauteur, un maximum de deux étages;
• grande perte de chaleur et consommation d'énergie pour le chauffage.

Un autre inconvénient du système ouvert est la perte due à l'évaporation et au trop-plein. Par conséquent, lors de l'installation du réservoir, il convient de veiller à la disponibilité du trou de remplissage.

Avantages et inconvénients d'un réservoir fermé

Si les expanseurs ouverts gagnent en termes de prix et de facilité d'installation, la fonctionnalité est la force d'un réservoir fermé, également appelé expanomètre. Ils sont utilisés dans la construction systèmes de chauffage fermésne pas avoir de contact direct avec l'atmosphère.

Les expansomats présentent les avantages suivants:

• l'étanchéité complète permet l'utilisation d'antigel;
• l'emplacement de l'extenseur n'affecte pas les performances du système;
• l'isolation de l'intérieur du réservoir minimise la probabilité de congestion de l'air et de corrosion;
• après le démarrage, le système se réchauffe plus rapidement, plus sensible à l'ajustement des conditions de température;
• une plus petite différence entre les conditions de fonctionnement des lignes d'alimentation et de retour, ce qui augmente par conséquent la ressource opérationnelle;
• ne nécessite pas l'installation de tuyaux de grand diamètre, ce qui économise sur la construction;
• ne nécessite pas une attention constante au niveau et à l'état du liquide;
• la possibilité d'application dans des systèmes conçus pour plusieurs étages;
• petites pertes de chaleur qui réduisent le coût de fonctionnement de l'équipement.

Lors du choix des expanseurs de ce type, des cylindres scellés avec une conception non séparable peuvent se produire. En cas de dysfonctionnement de la membrane, le cylindre devra être remplacé par un nouveau.

Pour contrôler le niveau de pression de travail, un manomètre est monté sur le cylindre; un évent de type automatique ou mécanique est installé pour éliminer l'excès d'air

Parmi les inconvénients, il est important de noter la complexité de la conception, les exigences particulières pour les matériaux qui augmentent le coût de l'équipement. À cela, nous pouvons ajouter la nécessité d'une surveillance constante de la pression et de sa récupération si nécessaire.

Règles de calcul de la capacité du réservoir

Un expandeur de tout type ne sera efficace qu'avec le bon choix de volume. Pour cela, la capacité du liquide à se dilater pendant la période de chauffage doit être prise en compte. L'eau dans les anneaux de chauffage se dilate d'au moins 3% du volume total du système d'eau, de l'antigel - de près de 5%.

Les liquides sont classés comme milieux incompressibles, le réservoir doit donc leur fournir une réserve suffisante pour l'expansion thermique avec une certaine marge. À condition que le circuit soit complètement rempli de liquide de refroidissement, même une dilatation thermique dans les volumes calculés peut conduire à la décharge de fluide à travers soupape de sécurité et du liquide de refroidissement s'est renversé sur le sol.

Par conséquent, afin que le volume excédentaire du liquide de refroidissement en expansion ne provoque pas d'accidents, des réservoirs fermés pour les petits circuits dans les maisons privées sont acquis de sorte que leur volume soit de 10% du volume total du liquide de refroidissement circulant dans le système. Cette règle est valable pour les systèmes d'une capacité allant jusqu'à 150 litres.

Si plus de 150 l de liquide de refroidissement se déplacent le long de l'anneau de chauffage, la capacité du réservoir fermé est calculée en multipliant le volume total du liquide par son coefficient de dilatation à des températures de fonctionnement spécifiques dans le système.

À la valeur obtenue, vous devez ajouter la taille du volet d'eau, c'est-à-dire le volume de liquide de refroidissement formé dans le réservoir à la suite d'une pression de fluide statique standard. Pour les grands anneaux de chauffage, cet indicateur est généralement égal à 0,5% du volume total de liquide de refroidissement, pour les petits avec une capacité allant jusqu'à 150 l, il est pris à 20%.

La quantité résultante est multipliée par un facteur de correction déterminé par les valeurs de la pression préliminaire et finale dans le système de chauffage. Le premier est tiré du calcul selon lequel 1 bar tombe sur 10 m de la hauteur du circuit. La pression finale est formée à la suite du système.

Le calcul du volume du réservoir fermé pour les grandes structures de chauffage complexes ressemble à ceci:

Dans les calculs utilisés: Vn - volume nominal du réservoir fermé; Ve est le volume de caloporteur pendant la dilatation thermique (calculé par la formule du système V × n%, où n est le coefficient de dilatation thermique du caloporteur); Vv - volet d'eau; po est la pression préliminaire; pe - indicateur de la pression finale, égal à la valeur de la pression maximale de la soupape de sécurité moins 0,5 bar

La capacité de type ouvert n'est pas strictement réglementée par les normes, mais il existe une règle: le volume du réservoir ouvert vers le tuyau de trop-plein doit être de 3,5 à 4% du volume total de liquide de refroidissement dans le circuit de chauffage.

Une telle évaluation est suffisante pour une petite maison de campagne, mais la structure de résidence permanente nécessitera un calcul plus précis. Tout d'abord, vous devez connaître le volume total du système de chauffage.

Options de calcul de la puissance calorifique totale

Cet indicateur peut être déterminé avec différents degrés de précision de trois manières principales. Tout d'abord, sur la base de la fiche technique de la chaudière. Ainsi, environ 15 litres de liquide sont nécessaires par unité de capacité de l'équipement de la chaudière. Pour obtenir les données nécessaires, vous avez besoin de 15 fois la capacité de la chaudière indiquée dans la fiche technique.

Deuxièmement, vous pouvez connaître le volume à l'aide d'un compteur d'eau lors du remplissage du système. Comme le remplissage tient compte de la quantité de fluide utilisée. Il s'agit d'une option plus précise et plus gênante.

La troisième méthode consiste à calculer le volume total de tous les éléments du système de chauffage. Il s'agit de l'option la plus précise.La capacité de l'échangeur de chaleur de la chaudière, des radiateurs, des convecteurs, des instruments de mesure peut être déterminée par les caractéristiques du passeport. Pour calculer la capacité des tuyaux, les données du tableau sont utilisées.

Le tableau montre les dimensions des tuyaux en pouces et leur volume en litres par 1 mètre, qui est utilisé pour résumer le volume total

Le tableau montre le volume de tuyaux par mètre de longueur, faits des matériaux les plus populaires et les plus modernes. Le diamètre intérieur est en pouces de 0,5 à 1,5 unité.

Une autre méthode qui prétend être très précise est le calcul par la formule:

Vtotal = π x D2 x L / 4,

où:

• π est égal à 3,14;
• D - indique les paramètres du diamètre intérieur du tuyau;
• L - indique la longueur du réseau de pipelines.

Après avoir obtenu les données nécessaires, elles sont résumées et le volume total du système est obtenu, qui est utilisé dans d'autres calculs.

Étapes et formules d'un cycle complet de calculs pour la conception et l'organisation du chauffage d'une maison privée donné ici. Nous vous recommandons de vous familiariser avec des informations utiles.

Sélection du vase d'expansion selon le tableau

Si vous disposez des données nécessaires, la meilleure option pour le détendeur peut être sélectionnée en fonction du tableau des volumes et de la pression de conception.

Le volume total du système est calculé selon la méthode spécifiée, les paramètres de pression ne sont pertinents que pour les modifications fermées et sont indiqués dans la fiche technique de l'équipement.

Les données du tableau vous permettent de choisir le volume de l'extenseur de 4 à 300 litres

Cette option ne nécessite pas de calculs spéciaux, sauf pour le calcul du volume total du système. L'utilisation de la table facilite et accélère considérablement le choix de l'extenseur avec la capacité de réservoir requise.

Utilisation de formules pour le calcul

Si les données du tableau ne sont pas suffisantes, il est possible de calculer vous-même l'indicateur nécessaire du volume de la capacité.

Pour ce faire, utilisez la formule suivante:

Vb = Vc x k / D,

où:

• Vb - indique la capacité souhaitée de l'expanseur;
• Vc est la capacité totale du système;
• k est le coefficient de dilatation du liquide lors du chauffage;
• D est le coefficient d'efficacité de l'expanseur.

Parmi les données nécessaires au calcul, les coefficients k et D restent inconnus. Le premier est la valeur tabulaire et le second est calculé par une formule distincte.

Une table d'expansion de température existe également et est utilisée. Il vous permet de déterminer le coefficient pour les systèmes avec de l'eau ou de l'antigel. La valeur n'est pas linéaire; elle change lors du chauffage, en fonction de la présence et de la concentration de glycol dans le liquide.

A l'aide de ces données, il est possible de déterminer les paramètres du coefficient de dilatation du liquide lors du chauffage (k), nécessaires au calcul du volume du vase d'expansion

Pour l'eau, la concentration d'éthylène glycol est prise à "0", pour l'antigel la concentration est déterminée selon les données déclarées par le fabricant. La température de chauffage est considérée comme la température de fonctionnement d'un système particulier.

Pour calculer indépendamment le coefficient d'efficacité du vase d'expansion, la formule est appliquée:

(Qm - Qb): (Qm + 1),

où:

• Qm est la pression maximale du système en fonction du seuil de fonctionnement du passeport de la soupape de sécurité;
• Qb - pression préliminaire dans la chambre à air du détendeur selon la fiche technique.

Si le dernier paramètre est inconnu, il est mesuré par pompage ou par purge à travers un mamelon de cylindre.

Autres méthodes de calcul

En plus des calculs indépendants utilisant des formules et des tableaux, il existe des méthodes alternatives. Une option de calcul abordable est à l'aide d'une calculatrice en ligne.

Les ressources réseau ne manquent pas et permettent de calculer en ligne la valeur souhaitée. Ils sont faciles à trouver par mot-clé

Une autre option pour obtenir les données dont vous avez besoin est de contacter des designers professionnels. C'est le moyen le plus fiable, mais l'exactitude des informations reçues sera assez coûteuse.

Avec les règles d'installation et de connexion des expandeurs fermés et ouverts, le type introduira article suivantdédié à ces questions.

Comment choisir le bon vase d'expansion?

Il est recommandé de déterminer le type de système de chauffage au stade de la planification. Le choix d'un réservoir est généralement reporté d'une période après la construction de la caisse, lorsque le système est monté, son volume est connu.

Lors du choix de la meilleure option pour le vase d'expansion, il est recommandé:

• se concentrer sur le volume du vase d'expansion fermé qui dépasse la valeur de la dilatation thermique du liquide de refroidissement;
• lors de l'achat, vous devez faire attention à la connexion, à la forme du conteneur et à l'emplacement des connecteurs pour les attaches - cela évitera des surprises pendant le processus d'installation;
• Il est important de faire attention aux instructions sur le boîtier, qui contiennent des informations d'installation utiles et des paramètres techniques.

Lors de l'achat, il vaut mieux se concentrer sur un fabricant de confiance, même si ses cylindres coûteront plus cher. Ce sera cependant la clé de la longévité du système de chauffage, sous réserve d'un bon fonctionnement et d'un entretien régulier.

Avant la connexion, la pression préliminaire dans le compartiment gaz du réservoir à membrane est réglée sur une valeur égale à la pression statique de la colonne de liquide de refroidissement dans le circuit de chauffage. Le réglage se fait par la pompe automobile habituelle, elle est contrôlée par le manomètre.

L'essentiel n'est pas d'acheter un réservoir de chaudière pour le système de chauffage - ils sont complètement différents dans leurs caractéristiques techniques

Ne confondez pas les extenseurs pour les systèmes de chauffage et accumulateurs pour conduites d'eau froide. Ils diffèrent par leur apparence et leurs caractéristiques de conception. Les premiers sont peints en rouge et généralement non pliables, les seconds sont bleus, équipés d'une bride amovible pour la réparation des membranes.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

La vidéo aidera à déterminer les paramètres de l'expanseur de la modification fermée, pour comprendre les différences entre les cylindres pour les systèmes de chauffage et de chaudière:

Le principe de fonctionnement et les caractéristiques du choix de la capacité dans le clip vidéo:

Le système de chauffage d'une maison privée peut être réalisé selon un schéma ouvert ou fermé, ce qui nécessite l'installation d'un extenseur de conception appropriée. Un facteur clé de ses performances est le volume qui peut être calculé indépendamment ou confié à des designers professionnels.

Un équipement correctement sélectionné aidera à maintenir le volume de fluide souhaité dans un système ouvert, et dans un chauffage scellé maintiendra le niveau de pression de travail.

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