Raccordement d'un accumulateur hydraulique au système d'alimentation en eau : options et schémas types

Un système d'alimentation en eau autonome est une installation technique complexe qui nécessite l'utilisation d'un nombre impressionnant d'équipements techniques. Pour automatiser le fonctionnement de la pompe et l'alimentation en eau des robinets, l'installation d'un réservoir hydraulique est nécessaire. Convenez que tous les propriétaires ne savent pas comment l'installer, ni même ce qu'est cet appareil.

Nous vous expliquerons en détail comment se fait le raccordement d'un accumulateur hydraulique au système d'alimentation en eau. Nous examinerons en détail ce qui est nécessaire pour son installation, dans quels réseaux d'eau indépendants il est utilisé, avec quel équipement et comment il peut être exploité.

L'installation du réservoir hydraulique effectuée conformément à nos recommandations évitera de nombreux problèmes probables : il protégera les appareils ménagers, minimisera l'effet du coup de bélier. Pour optimiser la compréhension, les informations présentées sont complétées par des photos, des schémas et des vidéos.

Structure et fonction du réservoir hydraulique

L'hydroaccumulateur, également appelé réservoir sous pression ou réservoir à membrane, – est un réservoir métallique hermétique contenant une membrane élastique en forme de poire partiellement remplie d'eau. En substance, la membrane, placée dans le corps du réservoir et fixée à celui-ci par une bride avec un raccord, divise sa capacité en deux parties : l'eau et l'air.

Lorsque le volume d'eau dans le réservoir sous pression augmente, le volume d'air diminue naturellement. En conséquence, la pression dans le système d'alimentation en eau augmente. Lorsque les paramètres de pression définis par l'utilisateur sont atteints, elle est fixée par un relais, qui envoie systématiquement une commande pour arrêter la pompe.

Le corps du réservoir est en métal, mais l'eau n'entre pas en contact avec lui : elle est enfermée dans une chambre à membrane fabriquée en butyle de caoutchouc résistant.

Ce matériau résistant aux bactéries aide l'eau à ne pas perdre les qualités exigées par les normes sanitaires et hygiéniques. L'eau potable, en interaction avec le caoutchouc, conserve toutes ses excellentes propriétés.

L'eau dans le réservoir à membrane entre par un raccord de raccordement muni d'un filetage. Le raccord de pression et la sortie de la conduite d'eau de raccordement doivent, idéalement, avoir les mêmes diamètres. Cette condition permet d'éviter des pertes hydrauliques supplémentaires dans la canalisation du système.

Dans les hydroaccumulateurs qui font partie des systèmes d'alimentation en eau domestiques, on utilise de l'air. Si l'appareil est destiné à un usage industriel, on y injecte du gaz.

Pour réguler la pression à l'intérieur de l'appareil, une vanne pneumatique spéciale est prévue dans la chambre d'air. L'air est pompé dans le compartiment qui lui est réservé via un simple raccord de type automobile. D'ailleurs, on peut non seulement ajouter de l'air, mais aussi, si nécessaire, évacuer l'excédent.

L'air est pompé à l'intérieur du réservoir à membrane à l'aide d'une pompe compacte pour automobile ou d'une simple pompe à vélo. Lorsque l'eau pénètre dans la poire en caoutchouc, l'air comprimé résiste à sa pression, empêchant la membrane de se rompre. La pression à l'intérieur de l'hydroaccumulateur est également régulée par l'air comprimé.

L'hydroaccumulateur se compose des éléments suivants : 1 – le boîtier métallique, 2 – la membrane en caoutchouc, 3 – la bride munie d'une valve, 4 – le raccord pour gonfler l'air, 5 – l'air sous pression, 6 – les pieds, 7 – la plateforme d'installation pour la pompe

Principe de fonctionnement de l'accumulateur hydraulique

Si le système vient d'être monté, la majeure partie du volume interne de l'hydroaccumulateur est occupée par la chambre destinée à l'air.

En entrant dans la membrane en forme de poire par le raccord, l'eau comprime l'air. Cela se produit jusqu'à ce que la pression prévue soit atteinte. Ensuite, le relais coupe la pompe. Le fonctionnement du relais peut être réglé.

Lorsque nous ouvrons le robinet et utilisons l'eau pour nos besoins, le système se dépressurise. L'air, en appuyant sur la membrane, aide l'eau à sortir du réservoir. Ce processus se poursuit jusqu'à ce que la pression dans le système descende au minimum défini de -1,5 atm. À ce moment, la pompe doit se mettre en marche pour refouler l'eau dans le réservoir.

Comme on le sait, l'eau contient également de l'air dissous. Lorsqu'il s'accumule à l'intérieur de la poche membrane, le fonctionnement de l'hydroaccumulateur se dégrade, il faut donc le purger. Sur certains modèles, une soupape spéciale est prévue à cet effet. S'il n'y a pas de soupape, il est nécessaire d'effectuer une maintenance du réservoir à membrane une fois tous les 1 à 3 mois.

Il est important d'installer correctement l'hydroaccumulateur dans le système d'alimentation en eau. Ainsi, en cas de panne ou de travaux de maintenance, l'appareil pourra être facilement démonté sans avoir à vider complètement l'eau de tout le système.

Lors de l'ouverture d'un robinet d'eau du système, le volume d'eau dans le réservoir diminue, ce qui entraîne une baisse de pression. La chute de pression jusqu'à la valeur définie est détectée par le relais, qui met la pompe en marche (+)

Rôle dans le réseau d'alimentation en eau

Il semblerait que l'appareil se contente de laisser passer l'eau. Pourrait-on s'en passer ? En réalité, c'est grâce au réservoir hydraulique que la pression stable est maintenue dans le système d'eau.

La pompe à eau, lorsqu'elle est présente, ne se met pas en marche trop souvent, ce qui permet d'utiliser sa durée de vie de manière économique. De plus, le système d'extraction et de transport de l'eau est efficacement protégé contre les coups de bélier.

Si pour une raison quelconque la tension du réseau électrique disparaît, une petite réserve d'eau « d'urgence » dans le réservoir aidera à résoudre les tâches ménagères prioritaires.

Précisons la liste des avantages offerts par cet appareil relativement simple :

• Usure prématurée de la pompe. Le réservoir à membrane contient une réserve d'eau. Celle-ci répond aux besoins prioritaires des propriétaires de la maison. Ce n'est que lorsque cette réserve est épuisée que la pompe se met en marche. Il convient de noter que toutes les pompes ont un nombre maximal de démarrages par heure. Grâce à l'hydroaccumulateur, ce seuil n'est pas dépassé, ce qui prolonge la durée de vie de l'appareil.
• Stabilisation de la pression dans le système. Si deux robinets sont ouverts simultanément, par exemple dans la salle de bains et la cuisine, les variations de pression peuvent affecter la température de l'eau. C'est très désagréable, en particulier pour les membres du foyer qui prennent une douche à ce moment-là. Grâce à l'hydroaccumulateur, de tels désagréments peuvent être évités.
• Coups de bélier. Ces phénomènes, qui peuvent endommager la canalisation, peuvent se produire au moment du démarrage de la pompe. Avec un réservoir hydraulique, le risque de coup de bélier est pratiquement éliminé.
• Réserve d'eau. Dans une maison de campagne, le problème de l'approvisionnement en eau est particulièrement crucial. En cas de panne de courant soudaine et si la pompe ne peut plus fonctionner, il n'est plus nécessaire de stocker de l'eau dans un seau ou un autre récipient pour faire face aux besoins urgents. Le réservoir de l'hydroaccumulateur en contient et elle est régulièrement renouvelée.

De toute évidence, la présence de cet appareil dans un système d'alimentation en eau indépendant des réseaux centralisés n'est pas due au hasard. Il est nécessaire et utile.

L'hydroaccumulateur dans le circuit d'alimentation en eau remplit plusieurs fonctions importantes : il protège l'équipement des coups de bélier, assure une réserve d'eau et crée les conditions pour automatiser son prélèvement.

Variantes de réservoirs fermés à membrane

Les réservoirs à membrane sont utilisés dans des canalisations installées à différentes fins, notamment :

• Alimentation en eau froide. Le réservoir est utilisé pour accumuler et fournir de l'eau froide, il protège divers appareils ménagers des coups de bélier en cas de variation de pression dans le système. Il prolonge la durée de vie des pompes en réduisant le nombre de leurs démarrages.
• Alimentation en eau chaude. L'appareil utilisé à cette fin doit fonctionner efficacement à haute température.
• Systèmes de chauffage. Ces réservoirs sont appelés vases d'expansion. Ils font partie des systèmes de chauffage fermés et en sont des composants essentiels.

Selon leur configuration, les réservoirs hydrauliques sont horizontaux ou verticaux. Cependant, leur principe de fonctionnement ne dépend pas de la configuration.

Les hydroaccumulateurs destinés à être intégrés dans un système d'alimentation en eau sont peints en bleu, tandis que ceux qui fonctionnent dans un circuit de chauffage – sont rouges. Ces deux types de réservoirs à membrane présentent également certaines différences structurelles, comme le montre clairement le schéma présenté (+)

Une caractéristique notable est la présence d'une valve spéciale pour purger l'air dans la partie supérieure des modèles verticaux dont le volume dépasse 50 litres. Cet air, comme mentionné précédemment, s'accumule dans la partie supérieure de la chambre au fur et à mesure du fonctionnement de l'appareil. Par conséquent, la présence d'une valve de purge à cet endroit est une mesure tout à fait justifiée.

Si vous devez purger les masses d'air lors de l'utilisation de modèles horizontaux, utilisez pour cela une vidange ou un robinet séparé situé derrière le réservoir à membrane. Pour évacuer l'air des appareils de petite taille, vous devrez vidanger complètement l'eau qu'ils contiennent.

Puisque les modèles verticaux et horizontaux sont également efficaces et fonctionnels, vous devez choisir l'appareil approprié en fonction des dimensions de la pièce où il sera installé. On prend le modèle qui s'intègre le mieux dans la pièce.

Outre les caractéristiques de construction et les différentes fonctions, les réservoirs peuvent également différer par leur capacité : cette photo montre des accumulateurs hydrauliques de différents volumes, constructions et fonctions.

Schémas de raccordement de l'accumulateur hydraulique

Cet appareil peut être raccordé au système de plomberie de différentes manières. Le choix du schéma de raccordement de l'accumulateur hydraulique dépend de l'usage auquel il est destiné et des fonctions qui lui seront attribuées. Examinons les schémas de raccordement les plus courants.

Option standard avec une pompe de surface

La variante la plus courante d'alimentation en eau autonome avec hydroaccumulateur est le tandem avec une pompe de surface. Dans ce cas, le réservoir sous pression peut faire partie de l'équipement de pompage complet assemblé en usine par le fabricant, ou être un composant distinct placé à côté de la pompe dans un caisson ou dans un local de service chauffé.

Avant l'accumulateur hydraulique, on installe un clapet anti-retour pour empêcher l'inversion du flux ; après celui-ci, on place un pressostat qui réagit aux variations de pression et un manomètre pour surveiller les paramètres de fonctionnement.

Pour un raccordement normal au circuit d'eau, le réservoir hydraulique est généralement équipé d'un raccord coudé qui se connecte à la bride :

Utilisation avec une station de surpression

Un groupe de pompage de type surpresseur est utilisé pour maintenir et réguler en permanence la pression dans les canalisations à consommation d'eau active. Généralement, ces stations disposent d'une pompe qui fonctionne en continu.

Si la nécessité de connecter des pompes supplémentaires se présente, l'accumulateur hydraulique aide à compenser les pics de pression qui en résultent dans le système.

Dans le cadre du système d'alimentation en eau d'une station de surpression, l'accumulateur hydraulique remplit la fonction de source d'eau de secours et d'amortisseur, évitant les coups de bélier en cas de connexion de puissances supplémentaires.

Le même schéma est utilisé si l'alimentation électrique des pompes de surpression dans le système est instable, mais que l'alimentation en eau doit néanmoins être ininterrompue. Pendant la coupure de courant, la réserve d'eau contenue dans l'accumulateur hydraulique est utilisée. En fait, le réservoir à membrane joue alors le rôle de source d'eau de secours.

Plus la station de pompage est puissante, plus les tâches qui lui sont confiées sont importantes. Elle doit maintenir une pression plus élevée, et le volume de son hydroaccumulateur doit également être plus grand.

Application dans les schémas avec une pompe immergée

Pour prolonger au maximum la durée de vie du groupe de pompage immergé, le nombre de ses démarrages par heure doit correspondre aux caractéristiques techniques annoncées de l'appareil. Généralement, ce chiffre est de l'ordre de 5 à 20 fois.

Si la pression dans le réseau d'eau potable chute, lorsqu'elle atteint sa valeur minimale, le relais s'enclenche, mettant en marche la pompe qui fournit de l'eau. Aux valeurs maximales de pression, le relais se déclenche et l'alimentation en eau s'arrête.

Si un schéma d'alimentation en eau comporte une pompe immergée, l'accumulateur hydraulique prolongera sa durée de vie car il n'aura pas à se mettre en marche et à s'arrêter si la consommation d'eau des utilisateurs est faible.

Si le système d'alimentation en eau est autonome et de petite taille, même un faible volume de consommation d'eau peut démarrer la pompe. Dans ce cas, l'exploitation de la pompe sera peu efficace. Et l'appareil lui-même ne durera pas aussi longtemps que son propriétaire le souhaiterait.

La réserve d'eau contenue dans le réservoir à membrane sauvera la situation. De plus, elle évitera un pic de pression au moment où la pompe immergée commencera à fonctionner.

Pour choisir un réservoir hydraulique de volume approprié, il faut connaître les caractéristiques suivantes : la puissance et la fréquence de démarrage de la pompe, le débit d'eau prévu par heure et la hauteur d'installation de l'appareil.

Si le schéma de raccordement comprend un chauffe-eau à accumulation, alors l'hydroaccumulateur y remplit les fonctions de vase d'expansion. Si l'eau est chauffée, son volume augmente. Elle se dilate. Pour un espace clos, comme l'est le système d'alimentation en eau, un tel processus pourrait avoir des conséquences destructrices sans le réservoir sous pression.

Dans le schéma avec chauffe-eau à accumulation, l'accumulateur hydraulique est utilisé comme vase d'expansion, protégeant le système des ruptures, car l'eau incompressible se dilate parfaitement lorsqu'elle est chauffée.

Pour intégrer ce schéma, il est nécessaire de choisir un accumulateur hydraulique en tenant compte des caractéristiques suivantes : la température limite de l'eau chauffée et la pression maximale admissible dans le système d'alimentation en eau.

Choisir un réservoir à membrane en connaissance de cause

Un réservoir hydraulique est un récipient dont le principal organe de travail est la membrane. Sa qualité détermine la durée de vie de l'appareil, de l'installation à la première réparation.

Les produits en caoutchouc alimentaire (isobutylène) sont considérés comme les meilleurs. Le métal du boîtier n'est important que pour les vases d'expansion. Là où l'eau est contenue dans une poire, les caractéristiques du métal n'ont pas d'importance décisive.

Si vous ne prêtez pas une attention particulière à l'épaisseur de la bride de votre achat, vous devrez acheter un tout nouvel appareil dans un an ou un an et demi, et non dans 10 à 15 ans comme prévu, ou, au mieux, remplacer la bride elle-même.

Lors du choix de l'appareil, une attention particulière doit être portée à la bride, qui est généralement en métal galvanisé. L'épaisseur de ce métal est très importante. Avec une épaisseur de seulement 1 mm, la durée de vie du produit ne dépassera pas 1,5 an, car une brèche se formera inévitablement dans le métal de la bride, ce qui rendra l'ensemble de l'appareil hors service.

Pourtant, la garantie sur le réservoir n'est que d'un an, alors que la durée de vie annoncée est de 10 à 15 ans. Ainsi, le trou apparaîtra juste après l'expiration de la période de garantie. Il sera alors impossible de souder ou de braser le métal fin. On peut bien sûr essayer de trouver une nouvelle bride, mais le plus probable est qu'un nouveau réservoir sera nécessaire.

Pour éviter de tels désagréments, il faut rechercher un réservoir dont la bride est en acier inoxydable ou en acier galvanisé épais.

Raccordement de l'accumulateur hydraulique au circuit d'alimentation en eau

Comme il ressort clairement de tout ce qui précède, le réservoir à membrane n'est pas simplement un récipient d'eau. C'est un appareil spécial impliqué dans un processus de travail continu. C'est pourquoi la procédure d'installation n'est pas aussi simple qu'il n'y paraît. Sa fixation doit être effectuée avec grand soin, en tenant compte des facteurs de vibration et de bruit.

Il est nécessaire de fixer l'accumulateur hydraulique sur la surface à l'aide de joints en caoutchouc, afin de réduire le niveau de bruit lors de son fonctionnement et de diminuer l'impact des vibrations sur l'appareil lui-même.

On le fixe au sol à l'aide de joints en caoutchouc, et au tuyau – à l'aide de raccords en caoutchouc. Il faut également noter que le diamètre de la conduite ne peut pas diminuer à la sortie du système hydraulique.

Il faut manipuler le nouveau réservoir avec une prudence particulière, en le remplissant d'eau sous faible pression. La membrane a pu se tasser après un long stockage. Un jet d'eau brusque peut l'endommager, voire la détruire complètement. Il est préférable d'évacuer tout l'air de la poire de la membrane avant de commencer à la remplir d'eau. L'emplacement d'installation de l'accumulateur hydraulique doit être choisi en tenant compte de son accessibilité.

Le processus de raccordement de l'accumulateur hydraulique s'effectue dans l'ordre standard :

Réglage correct du nouvel appareil

Le nouveau réservoir hydraulique doit être vérifié pour connaître son niveau de pression interne. Il est présumé qu'il doit être de 1,5 atm. Mais pendant le transport du produit du lieu de production à l'entrepôt et pendant le stockage, une fuite a pu se produire, réduisant cet indicateur important au moment de la vente. Vous pouvez vérifier la pression en retirant le capuchon du clapet et en effectuant des mesures.

Pour mesurer la pression, vous pouvez utiliser différents types de manomètres :

• Électroniques. Ce sont des appareils coûteux. Leur résultat peut être influencé par la température et la charge de la batterie.
• Mécaniques. Ils sont fabriqués dans un boîtier en métal, également appelés manomètres automobiles. Si cet appareil a passé le contrôle avec succès, il n'y a pas de meilleur. Pour obtenir la valeur la plus précise, puisque vous n'aurez à mesurer que 1-2 atm, il est préférable d'acheter un appareil avec un grand nombre de divisions sur l'échelle de mesure.

Les stations de pompage bon marché et les pompes automatiques sont le plus souvent équipées de manomètres en boîtier plastique. L'erreur dans les relevés de ces modèles chinois est trop grande.

Si le réservoir contient un volume d'air inférieur à celui nécessaire, l'eau occupera sa place. Cela affectera la pression de l'eau dans le réseau d'alimentation en eau. En cas de pression élevée, la pression d'eau sera constamment élevée. Une pression plus élevée fournira une réserve d'eau plus faible dans la poire membrane, donc la pompe devra s'allumer plus souvent. S'il n'y a pas d'électricité, la réserve d'eau pourrait ne pas suffire à tous les besoins.

C'est pourquoi il est parfois plus raisonnable de sacrifier la pression pour atteindre d'autres objectifs importants. Cependant, il est préférable de ne pas réduire la pression en dessous des valeurs recommandées, tout comme de ne pas dépasser les caractéristiques limites. Un manque de pression peut entraîner un contact de la surface de la poire avec le corps du réservoir, ce qui n'est pas souhaitable.

Pour mesurer la pression, vous pouvez utiliser différents appareils, mais le plus optimal est un manomètre automobile relativement bon marché avec un boîtier en métal et une échelle de résultats suffisamment étendue.

Pression d'air optimale

Pour que les appareils ménagers fonctionnent correctement, la pression dans le réservoir hydraulique doit être comprise entre 1,4 et 2,8 atm. Pour une meilleure conservation de la membrane, la pression dans le système d'alimentation en eau doit être supérieure de 0,1 à 0,2 atm à celle du réservoir. Par exemple, si la pression à l'intérieur du réservoir à membrane est de 1,5 atm, alors dans le système elle doit être de 1,6 atm.

C'est cette valeur qu'il faut régler sur le relais de pression d'eau, qui fonctionne conjointement avec l'hydroaccumulateur. Pour une maison de campagne à un étage, ce réglage est considéré comme optimal. S'il s'agit d'un cottage à deux étages, la pression devra être augmentée. Pour calculer sa valeur optimale, on applique la formule suivante :

V atm. = (Hmax+6)/10

Dans cette formule, V atm. est la pression optimale, et Hmax est la hauteur du point de soutirage le plus élevé. En règle générale, il s'agit de la douche. Pour obtenir la valeur souhaitée, vous devez calculer la hauteur du pommeau de douche par rapport à l'accumulateur hydraulique. Les données obtenues sont introduites dans la formule. Le calcul donne la valeur optimale de la pression qui doit régner dans le réservoir.

Veuillez noter que la valeur obtenue ne doit pas dépasser les caractéristiques maximales autorisées pour les autres appareils domestiques et sanitaires, sinon ils tomberont tout simplement en panne.

Si l'on parle de manière simplifiée d'un système d'alimentation en eau indépendant pour la maison, ses éléments constitutifs sont :

• pompe,
• accumulateur hydraulique,
• relais de pression,
• clapet antiretour,
• le manomètre.

Le dernier élément est utilisé pour pouvoir contrôler la pression rapidement. Il n'est pas obligatoire de le laisser en permanence dans le système d'alimentation en eau. Il peut être connecté uniquement au moment où des mesures de test sont effectuées.

Comme vous le voyez, sur ce schéma, le manomètre n'est pas représenté, mais cela ne signifie pas qu'il n'est pas nécessaire. Il sera simplement intégré au moment des mesures de contrôle.

Lorsque le schéma inclut une pompe de surface, le réservoir hydraulique est monté à côté d'elle. Le clapet anti-retour est alors installé sur la conduite d'aspiration, et les autres éléments forment un ensemble unique, reliés entre eux à l'aide d'un raccord à cinq sorties.

Le dispositif à cinq sorties convient parfaitement à cet usage car il dispose de sorties de différents diamètres. Les conduites d'entrée et de sortie ainsi que certains autres éléments de l'ensemble peuvent être reliés au raccord à l'aide de raccords américains, afin de faciliter les travaux de maintenance et de réparation sur certaines parties du réseau d'eau.

Cependant, on peut remplacer ce raccord par un tas d'éléments de connexion. Mais pourquoi faire ?

Sur ce schéma, l'ordre de raccordement est bien visible. Lors du raccordement du raccord à l'accumulateur hydraulique, il est nécessaire de vérifier l'étanchéité de la connexion.

Ainsi, l'accumulateur hydraulique se raccorde à la pompe de la manière suivante :

• une sortie d'un pouce relie le raccord lui-même au raccord du réservoir hydraulique ;
• aux sorties d'un quart de pouce se connectent le manomètre et le pressostat ;
• il reste deux sorties libres d'un pouce, auxquelles sont montés le tuyau provenant de la pompe ainsi que la distribution allant vers les consommateurs d'eau.

Si le schéma comprend une pompe de surface, il est préférable de raccorder l'accumulateur hydraulique à celle-ci à l'aide d'un flexible métallique.

Aux parties qui se terminent par des manchons seront raccordés le tuyau provenant de la pompe et la distribution d'eau qui ira vers les consommateurs.

L'accumulateur hydraulique se raccorde à la pompe immergée exactement de la même manière. La particularité de ce schéma est l'emplacement du clapet anti-retour, qui n'a aucun rapport avec les questions que nous examinons aujourd'hui.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Si après la lecture du texte vous ne comprenez toujours pas comment raccorder l'accumulateur hydraulique, regardez cette vidéo dans laquelle tous les détails de cette procédure sont brièvement mais très clairement présentés.

Le réservoir hydraulique est un élément important du système de plomberie. Il permet de résoudre toute une série de problèmes. Réaliser par vous-même un raccordement correct de l'accumulateur hydraulique s'avère, en fait, assez simple. En revanche, les avantages de son utilisation sont indéniables.

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