Accumulateurs hydrauliques pour l'alimentation en eau : principe de fonctionnement, types, comment bien les choisir

Un système d'alimentation en eau autonome moderne doit impérativement être équipé d'un réservoir de stockage d'une certaine quantité d'eau. Bien sûr, la version la plus simple d'un tel dispositif – un réservoir en plastique ou en métal, installé quelque part dans les combles.

Cependant, les hydroaccumulateurs pour l'alimentation en eau remplacent avec confiance les réservoirs de stockage ordinaires, car ils sont plus pratiques et ont un meilleur impact sur l'état du système.

Dans l'article que nous vous proposons, les types d'hydroaccumulateurs sont décrits en détail, et les règles de choix sont présentées. Nous avons expliqué en détail comment effectuer l'installation et le réglage de l'équipement. Les recommandations que nous avons fournies garantiront un fonctionnement sans problème de l'appareil et prolongeront sa durée de vie.

Principe de fonctionnement d'un réservoir hydraulique typique

L'hydroaccumulateur, également appelé réservoir hydraulique, réservoir d'accumulation ou réservoir sous pression – ce sont différents noms pour le même appareil.

À l'extérieur, c'est effectivement un réservoir métallique, et à l'intérieur, le récipient est divisé en deux parties par un joint spécial en caoutchouc, parfois appelé membrane.

Le joint est solidement fixé au col du réservoir, où se trouve l'orifice d'entrée d'eau. Sur le côté opposé du réservoir se trouve un autre orifice, destiné à l'air.

Ici, un raccord standard est installé. Pourquoi tout cela a-t-il été fait ? La membrane divise le réservoir hydraulique en deux compartiments. D'un côté de ce joint se trouve l'eau, et de l'autre – de l'air sous une certaine pression.

Pour mesurer la pression dans l'accumulateur hydraulique, on utilise un manomètre. Certains modèles sont en outre équipés d'un filtre pour empêcher les impuretés de pénétrer à l'intérieur. Le matériau de la membrane – un caoutchouc spécial. Il est non seulement élastique, mais aussi sans danger pour la santé humaine.

L'accumulateur hydraulique est divisé en deux parties par une membrane. D'un côté de cette pièce se trouve l'eau, et de l'autre – de l'air sous pression, ce qui permet de créer une pression dans le système de plomberie.

Lors du raccordement du réservoir hydraulique au système d'alimentation en eau, l'eau provenant d'un tel dispositif arrive avec une pression stable, ce qui permet d'améliorer la qualité de l'eau du robinet et d'assurer les conditions nécessaires au fonctionnement des appareils électroménagers.

La membrane du réservoir hydraulique contient une certaine quantité d'eau qui varie constamment, c'est pourquoi la membrane s'étire ou se contracte en permanence. Lorsque le volume d'eau augmente, le gaz se comprime, la pression augmente. Le relais de pression qui enregistre les seuils donne des commandes à la pompe pour la mise en marche/l'arrêt.

Par exemple, pour le fonctionnement normal des machines à laver automatiques, des appareils d'hydromassage et d'autres équipements similaires, des indicateurs spécifiques de pression dans le réseau d'eau sont nécessaires. Presque toujours, les accumulateurs hydrauliques sont équipés d'un dispositif de régulation spécial – un pressostat.

Cet appareil peut être réglé de manière à activer et désactiver l'arrivée d'eau dans le réservoir hydraulique en fonction de la pression de l'air. Cela fonctionne ainsi : à mesure que l'eau est prélevée de l'appareil, la pression dans sa chambre à air diminue.

Lorsqu'elle atteint le seuil minimal, le pressostat active automatiquement l'équipement de pompage pour compenser le volume d'eau. En conséquence, la pression dans le réservoir hydraulique augmente à nouveau. Lorsque la valeur maximale de pression définie est atteinte, le pressostat interrompt l'arrivée d'eau dans l'accumulateur hydraulique.

Ce schéma permet de se faire une idée de la place qu'occupe l'accumulateur hydraulique dans le système d'alimentation en eau autonome d'une maison individuelle.

Un tel système permet de réduire considérablement le nombre de cycles de marche/arrêt de la pompe, ce qui prolonge la durée de vie de l'appareil. Si la pompe était connectée directement au réseau d'eau domestique, le nombre de cycles de marche et d'arrêt serait beaucoup plus élevé.

La présence d'un tel réservoir dans le système d'alimentation en eau garantit la stabilité de son fonctionnement ainsi qu'une protection contre les éventuels coups de bélier.

De plus, le réservoir sous pression contient en permanence une certaine réserve d'eau qui peut s'avérer très utile, par exemple en cas de panne de la pompe. Comprendre les principes de fonctionnement d'un réservoir sous pression permet de choisir l'appareil adapté, d'assurer son installation et son entretien corrects.

Types de réservoirs hydroaccumulateurs

Les réservoirs sous pression se distinguent par leur type d'installation : ils peuvent être horizontaux ou verticaux. Les réservoirs verticaux présentent l'avantage qu'il est plus facile de trouver un emplacement adapté pour leur installation.

Les variétés verticales et horizontales sont toutes deux équipées d'une valve. De l'air pénètre dans l'appareil avec l'eau. Cet air s'accumule progressivement et réduit le volume utile du réservoir. Pour que l'appareil fonctionne correctement, il est nécessaire d'évacuer cet air de temps en temps par cette même valve.

Selon le type d'installation, on distingue les réservoirs sous pression verticaux et horizontaux. Ils présentent quelques différences dans la procédure d'entretien, mais le choix est largement influencé par les dimensions de l'emplacement d'installation.

Dans les réservoirs sous pression installés verticalement, une valve est prévue à cet effet. Il suffit d'appuyer dessus et d'attendre que l'air quitte l'appareil. Avec les réservoirs horizontaux, c'est un peu plus compliqué. Outre la valve d'évacuation de l'air, on installe un robinet d'arrêt ainsi qu'une conduite d'évacuation vers les égouts.

Tout cela concerne les modèles capables de stocker un volume de liquide supérieur à 50 litres. Si la capacité du modèle est inférieure, aucun dispositif spécial pour évacuer l'air de la cavité de la membrane n'est prévu, quel que soit le type d'installation.

Mais il est tout de même nécessaire d'évacuer l'air. Pour ce faire, on vide périodiquement l'eau du réservoir sous pression, puis on le remplit à nouveau d'eau.

Avant de commencer la procédure, il convient de couper l'alimentation électrique du pressostat et de la pompe, ou de toute la station de pompage si le réservoir fait partie d'un tel dispositif. Ensuite, il suffit d'ouvrir le robinet le plus proche.

On vide l'eau jusqu'à ce que le réservoir soit vide. Ensuite, on ferme le robinet, on remet sous tension le pressostat et la pompe, et l'eau remplit automatiquement le réservoir sous pression.

Les accumulateurs hydrauliques à corps bleu sont utilisés pour l'eau froide, et les rouges – pour les systèmes de chauffage. Il ne faut pas utiliser ces appareils dans d'autres conditions, car ils diffèrent non seulement par la couleur, mais aussi par le matériau de la membrane et la capacité à supporter un certain niveau de pression.

Les réservoirs destinés aux systèmes d'ingénierie autonomes se distinguent généralement par leur couleur : bleus et rouges. C'est une classification très simple : si le réservoir hydraulique est bleu, il est destiné aux systèmes d'alimentation en eau froide, et s'il est rouge – à l'installation dans un circuit de chauffage.

Si le fabricant n'a pas désigné son produit par l'une de ces couleurs, la fonction de l'appareil doit être précisée dans la fiche technique du produit. Outre la couleur, ces deux types d'accumulateurs hydrauliques diffèrent principalement par les caractéristiques du matériau utilisé pour la fabrication de la membrane.

Dans les deux cas, il s'agit d'un caoutchouc de haute qualité destiné au contact avec les denrées alimentaires. Mais dans les réservoirs bleus se trouvent des membranes conçues pour le contact avec l'eau froide, et dans les rouges – avec l'eau chaude.

Très souvent, l'accumulateur hydraulique est fourni comme partie d'une station de pompage déjà équipée d'un pressostat, d'un manomètre, d'une pompe de surface et d'autres éléments.

Les dispositifs bleus peuvent supporter une pression plus élevée que les réservoirs rouges. Il n'est pas recommandé d'utiliser pour l'eau froide des accumulateurs hydrauliques destinés aux systèmes d'eau chaude sanitaire et vice versa. Des conditions d'utilisation inappropriées entraîneront une usure rapide de la membrane ; le réservoir hydraulique devra être réparé, voire remplacé complètement.

Comment choisir le bon réservoir hydraulique ?

L'un des indicateurs les plus importants lors du choix d'un accumulateur hydraulique – la quantité d'eau qu'il peut contenir. Pour cela, on peut utiliser la formule suivante :

En choisissant un accumulateur hydraulique, il faut calculer le volume approprié de l'appareil. Un réservoir hydraulique trop petit ne répondra pas aux besoins du système, et un trop grand entraînera des coûts injustifiés.

Et à partir de ce tableau, on peut prendre la valeur du coefficient de correction en fonction de la puissance de la pompe :

Lors du calcul du volume du réservoir de l'accumulateur hydraulique pour un système d'alimentation en eau, il convient d'utiliser un coefficient de correction spécial qui prend en compte la puissance de la pompe à eau.

Pour les besoins domestiques, un appareil d'une capacité d'environ 25 à 50 litres est généralement suffisant. Bien sûr, la valeur calculée coïncide rarement avec les volumes réels des modèles standard d'accumulateurs hydrauliques.

Dans ce cas, on prend simplement un réservoir d'un volume légèrement supérieur. Par exemple, si la formule donne une valeur de 32,5 L, vous pouvez acquérir sans crainte un réservoir d'une capacité de 35 litres.

Il faut se rappeler que les dimensions extérieures du réservoir et le volume d'eau qu'il peut contenir sont des chiffres différents. Habituellement, l'eau occupe environ un tiers du volume total de l'accumulateur hydraulique. De la formule, il devient clair que plus la pompe utilisée pour l'alimentation en eau autonome de la maison est puissante, plus le réservoir hydraulique doit être grand.

Les coupures de courant fréquentes dans la région où se trouve la maison sont une bonne raison de choisir un réservoir plus grand. Ainsi, la famille disposera d'une petite réserve d'eau.

Cependant, il ne faut pas exagérer et choisir un hydroaccumulateur trop grand. Dans un tel dispositif, l'eau sera remplacée trop lentement, ce qui entraînera une dégradation de sa qualité.

Ce tableau présente en détail les informations sur le volume d'eau exact que l'on peut stocker dans un hydroaccumulateur aux caractéristiques spécifiques.

C'est pourquoi, lors des calculs, on tient compte du volume d'eau maximal qui traverse le système de plomberie. Un autre point important concerne les modèles de fabrication étrangère. Ces appareils ne peuvent pas toujours être raccordés sans problème aux systèmes de plomberie en Russie ou dans les pays voisins.

Installation et réglage

L'installation d'un hydroaccumulateur est soumise à des exigences plus strictes que celle d'un réservoir de stockage ordinaire. En effet, un réservoir de stockage installé dans un grenier est statique, tandis qu'un réservoir hydraulique est en mouvement dynamique : l'eau entre et sort du réservoir, la membrane s'étire et se comprime, etc.

Pour que les vibrations ne soient pas transmises au système d'alimentation en eau et aux objets environnants, l'hydroaccumulateur est installé sur une base plane et solide, en utilisant des joints en caoutchouc amortisseurs.

L'endroit où le réservoir hydraulique est installé doit être suffisamment spacieux et accessible. Ces appareils nécessitent un réglage, une vérification et un entretien périodiques.

Avant l'installation, il faut déterminer la pression qui doit régner dans l'accumulateur hydraulique vide. La valeur nominale de cet indicateur est généralement de 1,5 bar. C'est cette pression que le fabricant définit. Cependant, avec le temps, une partie de l'air peut s'échapper du réservoir.

Pour mesurer la pression dans l'accumulateur hydraulique, vous pouvez utiliser n'importe quel manomètre en bon état qui permet d'obtenir des données avec une précision d'au moins 0,5 bar.

Il convient donc de mesurer la pression à l'aide d'un manomètre, puis d'ajouter de l'air ou de le purger si la pression est excessive. Il est également utile de vérifier la valeur de la pression d'air normale dans le réservoir vide à l'aide de la fiche technique du produit. Comme la valve a des dimensions standard, pratiquement n'importe quel manomètre convient pour les mesures.

Si l'accumulateur hydraulique n'est pas équipé d'un instrument de mesure pour une raison quelconque, vous pouvez utiliser un manomètre automobile. L'important est qu'il soit en bon état et suffisamment précis. Il faut une échelle avec des divisions de 0,5 bar ou moins. Les appareils électroniques peuvent également être utilisés pour ces mesures.

Le raccordement aux tuyaux d'eau se fait à l'aide de raccords flexibles. Il faut garder à l'esprit que le diamètre des raccords doit correspondre aux dimensions des tuyaux du réseau d'eau, un rétrécissement n'est pas acceptable. Avant de remplir le réservoir d'eau, il faut évacuer tout l'air de la membrane.

Pour amortir les vibrations qui se produisent lors du fonctionnement de l'accumulateur hydraulique, lors du raccordement de l'appareil au système d'eau, on utilise des tuyaux flexibles spéciaux du diamètre approprié.

La première fois, l'eau est pompée à l'intérieur aussi lentement que possible, en un mince filet avec une faible pression. Ceci afin de ne pas endommager la membrane qui aurait pu se tasser ou se déformer légèrement pendant le stockage en entrepôt.

Ces nuances peuvent sembler des détails, mais elles peuvent affecter considérablement l'état du réservoir hydraulique. Un point important est également le réglage de la pression dans le réservoir.

Après que l'accumulateur hydraulique est rempli d'eau, il faut mesurer à nouveau la pression de l'air. Moins il y a d'air dans le réservoir hydraulique, plus sa pression est basse, plus le volume d'eau que l'on peut y pomper est grand. Mais moins il y a d'air, plus la pression de service de l'eau à la sortie de l'accumulateur hydraulique est basse.

Il est permis de réduire la pression de l'air dans l'appareil jusqu'à 1 bar, s'il est nécessaire de créer un volume d'eau supplémentaire pour le stockage. Cependant, la pression de l'eau dans le système diminuera. Le propriétaire de l'appareil devra choisir entre une bonne pression et la possibilité de pomper un grand volume d'eau dans le réservoir.

Dans tous les cas, la pression d'air minimale doit être de 1 bar. Si la cuve contient peu d'air, l'insert à membrane, rempli d'eau, se dilatera et pourra entrer en contact avec les parois métalliques de l'hydroaccumulateur. Ce contact est inacceptable car, sous son effet, le caoutchouc commencera à se détériorer, l'hydroaccumulateur se brisera et la membrane devra être remplacée.

Une fois que l'hydroaccumulateur est rempli, réglé et raccordé au réseau d'eau, on peut procéder au réglage du pressostat. Celui-ci est généralement fourni avec une notice qui détaille la procédure à suivre.

Sous le couvercle du boîtier de l'appareil se trouvent deux ressorts de réglage. Le grand ressort, désigné par P, permet de régler la pression minimale à laquelle le pressostat met en marche la pompe et commence à refouler l'eau dans l'hydroaccumulateur.

À l'aide du petit ressort, désigné par P, on règle la différence entre la pression haute et la pression basse, c'est-à-dire les pressions de coupure et de mise en marche. À mesure que l'eau est prélevée de l'hydroaccumulateur, la pression varie.

Lorsqu'elle atteint le seuil inférieur, les contacts du pressostat se ferment et la pompe se met en marche. Pendant le réglage du pressostat, il faudra remplir l'hydroaccumulateur à quelques reprises, puis le vider.

En général, la différence entre la pression de mise en marche et la pression de coupure est d'environ deux bars. La fiche technique de l'hydroaccumulateur indique la pression maximale pour laquelle l'appareil est conçu, mais il n'est pas utile de tenter de le gonfler « à fond ».

En fonctionnement à des valeurs limites, les éléments de l'appareil s'usent plus rapidement. Lors du réglage du pressostat, il faut prendre en compte un point important – la différence entre la pression de coupure et la pression d'air dans l'accumulateur hydraulique doit être d'environ 10 %.

Recommandations d'utilisation

Après que l'accumulateur hydraulique a été installé, il faut l'entretenir correctement. Environ une fois par mois, il convient de vérifier les réglages du pressostat et de les ajuster si nécessaire. De plus, il faut vérifier l'état du boîtier, l'intégrité de la membrane et l'étanchéité des raccords.

La panne la plus fréquente dans les ballons d'eau sous pression – la rupture de la membrane. Les cycles constants d'étirement et de compression finissent par endommager cet élément. Des fluctuations brusques des relevés du manomètre indiquent généralement que la membrane est déchirée et que l'eau pénètre dans le compartiment « air » du ballon d'eau sous pression.

Pour vérifier la présence de la panne, il suffit de purger tout l'air de l'appareil. Si de l'eau s'écoule ensuite du nipple, cela signifie que la membrane doit être remplacée.

Heureusement, effectuer cette réparation est relativement simple. Pour ce faire, il est nécessaire de :

1. Débrancher le ballon d'eau sous pression de l'alimentation en eau et de l'électricité.
2. Dévisser les boulons qui maintiennent le col de l'appareil.
3. Retirer la membrane endommagée.
4. Installer une nouvelle membrane.
5. Remonter l'appareil dans l'ordre inverse.
6. Effectuer l'installation et le raccordement du ballon d'eau sous pression.

Après la réparation, il faut vérifier et régler les réglages de pression dans le ballon et le pressostat. Les boulons de liaison doivent être serrés uniformément pour éviter que la nouvelle membrane ne se déforme et que son bord ne glisse à l'intérieur du corps du ballon d'eau sous pression.

Remplacer la membrane du ballon d'eau sous pression est relativement simple, mais il faut veiller à ce que la nouvelle membrane soit identique à l'ancienne.

Pour cela, on place les boulons dans les alvéoles, puis on fait alternativement quelques tours sur le premier boulon, on passe au suivant, etc. Ainsi, la membrane sera pressée uniformément contre le corps sur toute sa circonférence. Une erreur courante des débutants dans la réparation d'un ballon d'eau sous pression – l'utilisation incorrecte de produits d'étanchéité.

L'emplacement d'installation de la membrane n'a pas besoin d'être traité avec un produit d'étanchéité ; au contraire, la présence de telles substances peut l'endommager. La nouvelle membrane doit être exactement la même que l'ancienne, tant en volume qu'en configuration. Il est préférable de d'abord démonter le ballon d'eau sous pression, puis, muni de la membrane endommagée comme modèle, de se rendre au magasin pour acheter un nouvel élément.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Cette vidéo explique en détail le principe de fonctionnement du ballon d'eau sous pression :

Pour calculer le volume du ballon d'eau sous pression, on peut utiliser des programmes de calcul spéciaux. L'une de ces options est présentée dans la vidéo suivante :

Le remplacement de la membrane du ballon d'eau sous pression – un processus pas trop compliqué. Il est expliqué en détail dans cette vidéo :

Le ballon d'eau sous pression – un élément important d'un système d'alimentation en eau autonome moderne. Bien sûr, cet appareil est plus complexe et plus coûteux qu'un réservoir de stockage ordinaire.

Mais tous les coûts sont entièrement amortis, car la présence d'un ballon d'eau sous pression améliore la qualité de l'eau du robinet et augmente considérablement la durée de vie de l'équipement de pompage. Enfin, c'est tout simplement pratique, car l'alimentation en eau bénéficie toujours d'une pression stable, assurée par une automatisation fiable.

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