Importance de la gestion de la qualité de l'eau à l'intérieur d’une installation CVC

LA PROBLEMATIQUE : air, gaz et boues dans les installations CVC

La gestion de la qualité d’eau à l’intérieur de votre installation CVC par l’élimination de l’air et des impuretés est un moyen efficace de prolonger la durée de vie des éléments critiques du circuit tout en optimisant ses performances. Ceci commence par le remplissage initial du réseau et de l’eau d’appoint utilisée.

Les avantages d’une bonne gestion de la qualité de l’eau sont les suivants :

• Consommation d’énergie réduite.
• Prolongation de la durée de vie de l’installation.
• Fonctionnement silencieux.
• Pas de temps d’arrêt.

La présence d’air dans l’eau doit être minimisée, non seulement pour réduire les problèmes de corrosion, mais aussi parce que sa présence réduit le transfert de chaleur des unités terminales/ radiateurs. Qui plus est, le risque de cavitation et de bruit dans les conduites, les vannes de régulation, etc. est nettement plus élevé.

Enfin les gaz libres et les gaz dissous ont une influence directe et indirecte sur les mesures de débit.

L’ANALYSE ET LE SAVOIR-FAIRE DE L’INDUSTRIEL

Importance de la qualité de l'eau

Il est à la fois utile et important de savoir de quoi l’air est constitué : essentiellement l’azote et l’oxygène, qui ont une influence déterminante sur la composition gazeuse du fluide caloporteur.

Une installation hydraulique se charge en air et gaz dès le remplissage de l’installation (eau du réseau public), lors de la mise en service (une eau qui se réchauffe libère des gaz) et durant toute la durée de vie de l’installation (micro-fuites, rajouts-suppressions - modifications de réseaux, …)

La limite de solubilité d’un gaz dans l’eau diminue lorsque la température augmente et que la pression baisse. Les vannes de régulation et les vannes d’équilibrage installées dans les zones supérieures du bâtiment sont donc les plus exposées, car elles sont soumises à une plus faible pression statique.

On constate qu’une purge complète n’est possible qu’après avoir chauffé l’installation, opération qui n’est souvent pas réalisée dans la pratique. Cela signifie que l’azote, libéré du fluide aux points les plus élevés du circuit de chauffage, forme des poches de gaz et circule sous forme de bulles de gaz libres dans le circuit de chauffage.

En conséquence, l’efficacité énergétique du circuit diminue, les couches de protection sont attaquées par l’érosion, l’oxygène active la corrosion et il faut s’attendre à des bruits d’écoulement dérangeants.

L'importance de la qualité de l’eau ? Cela se traduit par des économies financières et confort des usagers : 3 POINTS !

• Réduction de la consommation d'énergie.
• Prolongation de la durée de vie des installations.
• Fonctionnement silencieux et sans interruption.

Problèmes causés par l'air et les gaz

La rouille résultant de la corrosion dans les chaudières, les tuyaux et les unités terminales réduit le transfert de chaleur et augmente les pertes de charge et la vitesse du fluide dans le circuit hydraulique. Il faut savoir que la rouille augmente le volume du fer, ce qui se traduit par des diamètres plus petits dans les installations hydrauliques.

Radiateurs et composants de l’installation présentant des fuites

Dommages aux appareils de chauffage, faible transfert de chaleur en raison d’une obstruction, et des dépôts peuvent entraîner des fissures et des dommages dus à
la corrosion.

Blocage des vannes de régulation

Endommagement des axes de vannes et des joints d’étanchéité.

Blocage des pompes

Blocage et endommagement des paliers et des joints des pompes.

Conduites obstruées

Lorsque les conduites se bouchent en raison de l’encrassement et des résidus de corrosion, la perte de charge augmente car le même débit doit s’écouler à travers une section libre beaucoup plus petite, ce qui accroît considérablement la consommation énergétique de pompage.

Échangeurs de chaleur

Les générateurs de chaleur et les points d’émission de chaleur développent une couche isolante ayant une influence négative sur le transfert de chaleur, qui risque de provoquer une surchauffe des chaudières et des échangeurs et donc de les endommager.

Compteurs de calories

La magnétite s’accumule dans les compteurs de calories, ce qui fausse de plus en plus les mesures, au point de bloquer le circuit ou de le mettre hors service.

Les problèmes causés par l’air et les gaz dans les installations hydrauliques ?  3 POINTS !

• Corrosion et dépôts de matériaux corrodés.
• Bruits et problèmes de circulation.
• Diminution de la puissance de chauffe.

Techniques de séparation des gaz et des boues

L’élimination des bulles d’air libres d’un circuit d’eau fermé implique toujours la séparation des gaz libres du fluide dans une zone de calme et l’évacuation des gaz collectés vers l’air ambiant.

• Purgeurs Automatiques : évacuation des gaz accumulés.

Les purgeurs automatiques évacuent automatiquement les gaz accumulés vers l’extérieur. L’eau doit être au repos, sinon les gaz sont entraînés dans le flux et ne peuvent pas entrer dans le purgeur. En général, dans les purgeurs automatiques, le déplacement du flotteur actionne le clapet de purge. Tout d’abord, des bulles d’air libres  montent au-delà du flotteur dans la zone supérieure du purgeur et le flotteur descend avec le niveau de l’eau. À une certaine position du flotteur, le clapet de purge s’ouvre et les gaz accumulés s’échappent dans l’environnement.

• Séparateurs de Microbulles : utilisation de la technologie Helistill pour capturer les bulles d'air.

Les séparateurs de microbulles peuvent avoir un design très compact. Ils conviennent au dégazage en fonctionnement. Divers principes de séparation peuvent être combinés afin d’augmenter le rendement. Le séparateur peut être entièrement traversé par le flux d’eau. Les gaz sont séparés de l’eau et évacués par le purgeur.

La solution professionnelle à haut rendement de séparation dans un design compact : séparateur de microbulles Zeparo ZUV

 

• La faible vitesse d’écoulement à l’intérieur du séparateur permet aux grosses bulles de monter rapidement.
• Un grand nombre d’ailettes positionnées en spirale redirigent les bulles vers la partie haute.
• Des bulles plus petites peuvent monter dans la colonne centrale avec peu de turbulence.
• Avec ses nombreuses ailettes, le séparateur hélicoïdal a une grande surface de contact, capturant les microbulles de manière optimale.

Les séparateurs de microbulles ne sont pleinement opérationnels que dans la plage au-dessous de la courbe. Les dégazeurs capables d’éliminer les gaz dissous en plus des éventuelles bulles de gaz libres sont la solution lorsque les séparateurs de microbulles atteignent leur limite physique.

• Dégazeurs par Dépression : réduction de la pression pour éliminer les gaz dissous. Les centrales actuelles de dégazage par différence de pression d’IMI Pneumatex allient de manière unique l’effet cyclonique et le dégazage par dépression. Le dégazage cyclonique par dépression d’IMI Pneumatex représente une technologie de dégazage par dépression extrêmement compacte, évolutive et d’une efficacité maximale.

La technologie brevetée de dégazage cyclonique par dépression concentre promptement les microbulles au centre, où elles forment très vite des bulles plus grosses qui sont très faciles à éliminer d’un second réservoir.

Séparation des particules de boues

Les particules de boues et les produits de la corrosion peuvent réduire considérablement l’efficacité et la durée de vie des installations CVC. Dans le pire des cas, cela peut conduire à une défaillance complète du circuit car les composants de l’installation s’encrassent et le débit requis ne peut plus être assuré.

Les particules peuvent être éliminées du circuit à l’aide de séparateurs ou de filtres appropriés. Il existe plusieurs technologies sur le marché, mais leur efficacité varie et les performances sont parfois faibles. Les séparateurs de particules de boues sont des dispositifs qui séparent les particules de boues et les mélanges d’eau dans le flux principal en :

• Un flux principal sortant plus propre.
• Un mélange nettement plus sale qui reste dans le séparateur pour être évacué.

Principe de séparation de particules de boues

Séparation des particules de boues : 2 POINTS A RETENIR

• Utilisation de séparateurs cycloniques et de filtres pour éliminer les particules solides.
• Importance de la maintenance régulière pour éviter l'accumulation de boues.

Normes et recommandations 

Qualité de l’Eau selon VDI 2035

Conformément à la norme VDI 2035 Partie 1, 03/2021, la dureté maximale de l’eau de chauffage et de l’eau d’appoint est déterminée en fonction de la puissance et du volume nominal du circuit : la dureté totale dépend du volume spécifié de l’installation vA (volume/puissance chaudière la plus faible).

Conditions eau de remplissage et d’appoint :

a) Lors du calcul du volume spécifique du circuit, il faut, dans les installations à plusieurs générateurs de chaleur, utiliser la puissance calorifique individuelle la plus basse.
b) Dans les installations à plusieurs générateurs de chaleur ayant des volumes d’eau spécifiques différents, c’est le volume d’eau le moins élevé qui sera pris en compte.
c) Il est déconseillé de procéder à l’adoucissement complet des circuits contenant des alliages d’aluminium.

Les normes et recommandations sont : 

• Conformité aux normes VDI 2035 pour la qualité de l'eau.
•  Importance de la déminéralisation et de l'adoucissement de l'eau pour prévenir la corrosion.

LES SOLUTIONS RECOMMANDEES

Le Manuel Air et Boues de IMI Pneumatex

Au sommaire de ce guide de 76 pages !

• Air, Gaz et boues dans les installations CVC
• Gaz dans l’eau
• Pénétration d’air et de gaz
• Diagramme d’Henry
• Teneur en gaz lors du remplissage, de la mise en service et du fonctionnement du circuit
• Impuretés et boues dans l’eau
• Conséquences, Problèmes & Dégâts
• Qualité de l’Eau selon VDI 2035 20
• Purge et séparation des bulles d’air libres
• Principes de séparation des gaz dissous
• Dégazage atmosphérique
• Dégazage par dépression
• Installation de séparateurs de microbulles
• Installation de centrales de dégazage par dépression
• Séparation de particules de boues
• Installation dans la pratique
• Solutions IMI Pneumatex

Télécharger le manuel

Solutions « séparateurs air et boues » d’IMI Pneumatex

Découvrez les produits et technologies pour la séparation de l'air et des boues, incluant des séparateurs de microbulles, des dégazeurs par dépression, et des séparateurs de boues !