Vase d'expansion et maîtrise de la corrosion

Les systèmes de purge et de dégazage sont des éléments indispensables de la technique d’installation moderne. Seule une première purge soigneusement effectuée avant la mise en service et un dégazage en fonctionnement garantissent des conditions d'exploitations stables. Ceci s’applique en particulier aux systèmes ramifiés avec une grande extension horizontale, ainsi que des chauffages tubulaires verticaux et plafonds réfrigérants. En fonction des modes de fonctionnement et des caractéristiques de performances des purgeurs, séparateurs et des dégazeurs, il y a lieu de bien choisir le système. Le tableau suivant donne une première vue d'ensemble des principaux critères de sélection :

DEGAZEUR PAR DIFFERENCE DE PRESSION OU SEPARATEUR DE MICROBULLES

Critère : paramètres de l’installation
Dans les dégazeurs par différence de pression, la pression est abaissée en dessous de la pression atmosphérique au moyen d’une énergie auxiliaire. Même les gaz dissous se libèrent partiellement sous forme de bulles et peuvent être éliminés. Un dégazeur par dépression peut convenir à tout type d’installation,indépendamment des paramètres de l’installation.
Les séparateurs de microbulles fonctionnent sans énergie auxiliaire. Ils ne peuvent éliminer que des bulles déjà présentes dans le système. Ils sont idéalement disposés aux emplacements à faible pression ou à températures élevées du système. C’est là que se forment naturellement des bulles. Si la hauteur statique HB est dépassée, les gaz apparaissent sous forme dissoute et ne peuvent donc pas être captés par le séparateur.

Conseil :
Les séparateurs de microbulles fonctionnent d’autant mieux que la hauteur statique HB est faible et que la température maximale tmax du système est élevée.

Utilisation de séparateurs et de dégazeurs par différence de pression.

Les séparateurs de microbulles ne sont pleinement opérationnels que dans la plage au-dessous de la courbe.

Critère : sous-saturation de gaz et vitesse de dégazage
L’absence de bulles ne peut être garantie que l’eau est en sous saturation dans les endroits les plus défavorisés de l’installation. De ce fait la sous-saturation de gaz devient une mesure du pouvoir de l’eau à dissoudre des gaz. En sous-saturation, les gaz libres peuvent être absorbés par l’eau, celle-ci se comportant comme une « éponge d’air ». Dans ce contexte, on parle aussi de dégazage par absorption. Des entrées de gaz par l’eau d’appoint ou suite à des réparations peuvent être absorbées sans formation de bulles.

Séparateurs de microbulles
Ils ne permettent pas d’atteindre une sous saturation aux endroits les plus défavorisés. Dans le meilleur des cas, il est possible d’obtenir une saturation de gaz. Les entrées de gaz ne sont ainsi pas absorbées. Les bulles qui se forment seront éliminées du système par le séparateur.

Dégazeurs par différence de pression
En fonction du niveau de pression, ils peuvent séparer de manière ciblée les gaz dissous et obtenir une sous-saturation de gaz. Dans le vide, il est théoriquement possible d’atteindre une forte sous-saturation jusqu’à -100 %. Les dégazeurs atmosphériques et sous vide partiel fonctionnent en légère sous-saturation vers -15 % à -25 %. Leurs vitesse de dégazage est plus élevée qu’avec des séparateurs comparables.

Avantages :

• Minimisation de la corrosion par la séparation partielle des gaz réactifs tels que O2, H2, CO2 et leur évacuation. La réduction de la teneur en O2 à env. 20 % de la valeur initiale se limite à l'eau d'appoint dans les dégazeurs sous vide car, suite à l’extrème rapidité de réaction il n'y a plus d’ O2 dans l’eau de l’installation.
• L’eau sous-saturée en air peut en absorber lors d’entrées parasites. En tenant compte que d'une sous-saturation de 10 ml/l, une installation de 400 kW avec un volume en eau de 5000 litres peut contenir un volume d’air de 50 litres sans que des bulles ne se forment !

Conseil :
Si l'on souhaite un régime fortement sous-saturé, des vitesses de dégazage élevées et une protection préventive contre la corrosion, le dégazeur par dépression sous vide constitue le choix idéal.

Saturation de gaz théoriquement atteignable avec les dégazeurs et séparateurs de microbulles

PURGEUR OU SEPARATEUR ?
Non recommandé : purgeur pour la purge en fonctionnement
Les purgeurs sont construits pour éliminer les gaz accumulés. Ils ne peuvent toutefois pas séparer les gaz dans le flux d’eau. C’est pourquoi les purgeurs ne conviennent qu’à la première purge lors du remplissage des installations. Ils ne sont pas recommandés pour la purge en fonctionnement directement sur les conduites. La préférence ira aux séparateurs et dégazeurs dans ce cas.

Recommandé : séparateur pour la purge en service

1 Les bulles sont presque entièrement entraînées par le flux. La plus mauvaise de toutes les variantes.	2 Peu de bulles prennent le chemin des purgeurs. Le degré de séparation est très faible et n’est significatif qu’avec d/D ≈ 1 et des vitesses d’écoulement de w ≤ 0,5 m/s.	3 Par la turbulence dans le coude, seules quelques bulles atteignent le purgeur.

Le séparateur est complètement traversé. Les gaz sont séparés de l’eau et éliminés par le purgeur. La solution professionnelle à haut degré de séparation.

Conseil :
Les séparateurs conviennent idéalement à la purge en fonctionnement. Les purgeurs ne sont pas efficaces, mais conviennent parfaitement à la première purge.

Comparaison : saturation de gaz atteignable avec purgeurs et séparateurs

RECOMMANDATIONS
Recommandé : purgeurs pour la purge lors du premier remplissage avant la mise en service
La première purge manuelle, et particulièrement sur des systèmes ramifiés, est difficile et n’est pas recommandée. Trop de volumes d’air résiduel demeurent dans le système. Des purgeurs automatiques placés à tous les points hauts garantissent une première purge régulière, dosée et complète. Ceci est important à deux égards, car :

• Lors de la mise en service du maintien de pression, les poches d’air résiduelles renfermées sont au moins partiellement dissoutes par la pression plus élevée et parviennent dans le système par la circulation. Lors de la chauffe, elles peuvent être libérées à nouveau sous forme de bulles aux endroits exposés tels que la chaudière.
• Les poches d’air résiduel renfermées peuvent interrompre la circulation dans des sous-systèmes. La purge en fonctionnement par séparateur ou dégazeur n’est alors pas possible à ces emplacements !

Séparateurs de microbulles ou dégazeurs pour purge en fonctionnement
Après une première purge suffisante, la circulation est assurée à tous les points de l’installation. La condition de base pour le dégazage en fonctionnement à l’aide de dégazeurs ou de séparateurs est ainsi remplie.
(Les séparateurs de microbulles montés aux points les plus hauts de l’installation sont adaptés pour la première purge ainsi que pour le dégazage en fonctionnement.)

Non recommandé : dégazeurs combinés avec des séparateurs de microbulles
La combinaison des deux systèmes n’a pas de sens. Si un séparateur de microbulles satisfait aux conditions requises en particulier selon le diagramme « Limites d’utilisation des séparateurs de microbulles », le montage supplémentaire d’un dégazeur n’est pas judicieux. Si l’on opte pour un dégazeur, il est à l’inverse absurde de placer des séparateurs de microbulles supplémentaires dans l’installation.

Conseil :
Les purgeurs pour la première purge, et des séparateurs ou dégazeurs pour la purge en fonctionnement garantissent des conditions d’exploitation optimales dès la mise en service.

Purge des colonnes décentralisées, purge en fonctionnement centralisée

A. Séparateur de microbulles Zeparo au point le plus haut pour la première purge ainsi que pour le dégazage en fonctionnement

B. La combinaison parfaite : purgeurs sur les conduites montantes pour la première purge + séparateur Zeparo ou dégazeur Vento pour le dégazage en fonctionnement