Vase d'expansion et maîtrise de la corrosion

UN VASE D'EXPANSION ETANCHE A VESSIE
Nous avons vu que l’air rentre par diffusion à travers différents matériaux de l’installation de chauffage ou de climatisation (flexibles, caoutchouc, raccords, …), qui sont étanches à l’eau mais pas à l’oxygène.
L’oxygène peut également provenir d’une dépression due à un mauvais système d’expansion ou au mauvais fonctionnement de celui-ci. Il en résulte une oxydation, avec corrosion et embouage de l’installation de chauffage ou de climatisation.

Le vase d’expansion a, rappelons le, deux fonctions :

• absorber la dilatation de l’eau
• et maintenir la pression en tout point du réseau

Le calcul du vase et le choix du modèle, requièrent en conséquence la plus grande attention. Et même si cet équipement est parfois considéré comme « annexes » dans l’installation, les conséquences en terme de corrosion, embouage et pertes d’énergie, sont importantes et extrêmement coûteuses dans le temps.

Attention donc aux vases qui se dégonflent avec le temps, certains perdent jusqu’à 50% de leur pression à l’année. Il est impératif pour l’installation que le vase soit équipé d’une vessie de très haute qualité comme une vessie en caoutchouc de butyle permettant une haute résistance à la diffusion.

Voici un graphique comparatif entre fabricants :

Perte de pression initiale des vases d’expansion selon les mesures d’un institut indépendant

Autre paramètre de sélection entre les vases d’expansion à vessie ou à membrane
Comme le montre le schéma suivant, le vase à membrane provoque des tensions importantes sur la fixation de la membrane et des risques de ruptures lourds de conséquence.
Par ailleurs, contrairement à la vessie, le vase à membrane pourra provoquer notamment avec la perte de pression avec le temps, une dépression importante lors de l’arrêt des installations. Cette dépression favorisant les entrées d’air et d’oxygène et par conséquent la corrosion.

vase à vessie

vase à membrane

Rappelons que le bon dimensionnement d’un vase d’expansion nécessite de réunir plusieurs paramètres :

• Le volume de l’installation
• La température maximum de fonctionnement, qui permet de déterminer le coefficient de l’eau
• Le pression maximale que peut supporter la soupape de sécurité

Lors du remplissage de l’installation, il faut également penser à remplir le vase (1% du volume de l’installation) en tenant compte de la température de l’eau qui est forcément plus dilaté en hiver qu’en été.

Comme nous l’avons dit ci-avant, la pression de gonflage du vase est un autre élément clef. Elle doit être adaptée à chaque installation de chauffage et/ou de climatisation. Il est préconisé une pression supérieure de 0.3 bar à la hauteur statique.

PURGEUR, SEPARATEUR, DEGAZEUR

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Les dégazeurs Pneumatex Vento vacusplit fonctionnent sous vide.
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Purgeurs :
Les purgeurs évacuent automatiquement les gaz accumulés vers l’extérieur. L’eau doit être au repos, sinon les gaz sont entraînés dans le flux. C’est pourquoi les purgeurs, installés directement sur des conduites, ne purgent pas pendant la circulation. Le déplacement du flotteur actionne le mécanisme d’évacuation d’air. Leurs rôles sont notamment la purge lors du remplissage et l’aération lors de la vidange de l’installation ainsi que la purge au niveau de chaque radiateur.

Séparateurs d’air :
Les séparateurs d’air classiques ralentissent considérablement la vitesse d’écoulement. Les bulles présentes peuvent monter dans la zone d'eau au repos, pour être séparées. Elles sont ensuite évacuées à l’extérieur, de préférence à l’aide d’un purgeur automatique. Le rendement est minime mais il peut être amélioré par des dispositifs de guidage spéciaux.

Séparateurs de microbulles :
Les séparateurs de microbulles peuvent être construits de manière très compacte. Ils conviennent au dégazage en fonctionnement. Divers principes de fonctionnement peuvent également être combinés:

• Ralentissement de la vitesse d’écoulement.
• Dispositifs de guidage pour soutenir les forces ascensionnelles et pour la séparation centrifuge.
• Présence de corps étrangers étudiés pour la formation de plus grandes bulles (effect de coalescence).

Dégazeurs :
Les dégazeurs éliminent les gaz dissous dans l’eau pendant le fonctionnement de l’installation. Il existe deux principes physiques :
Dégazeurs thermiques – une température élevée réduit la solubilité De tels systèmes s’utilisent avant tout dans la production d’eau surchauffée et de vapeur. En technique d’équipement des bâtiments, ce principe est peu d’application du fait des températures trop basses. Les bulles d'air formées par effet thermique sur les parois chaudes de la chaudière peuvent être évacuées par un séparateur de microbulles installé en aval de celle-ci.

Dégazeurs par différence de pression – une basse pression réduit la solubilité
Les dégazeurs par différence de pression s’utilisent depuis quelques années avec succès pour la purge et le dégazage d'équipements techniques des bâtiments.
Principe :

• Prélever en bypass une quantité d’eau de l’installation riche en gaz et réduire la pression – les gaz dissous se libèrent sous forme de bulles de gaz.
• Evacuer les bulles de gaz à l’extérieur.
• Ré-injecter l'eau pauvre en gaz dans l'installation.

Ce cycle est répété jusqu’à ce que toute l’eau de l’installation soit sous-saturée en gaz. Selon le niveau de dépression, on distingue les dégazeurs par dépression sous vide et ceux à pression atmosphériques.