Réparation de l'échangeur thermique de la chaudière à gaz par vous-même + instructions pour la réparation et le remplacement de la pièce

Admettez-le, vous ne surveillez pas toujours la chaudière et essayez de la vérifier le moins possible. En même temps, vous aimez peut-être réparer vous-même les appareils électroménagers, et pas nécessairement pour économiser de l'argent. Si vous utilisez des chaudières depuis longtemps, vous connaissez la particularité de leurs échangeurs thermiques, ces pièces qui sont souvent à l'origine de pannes. Si vous souhaitez effectuer la réparation de l'échangeur thermique d'une chaudière à gaz par vous-même, lisez nos instructions et vous constaterez que ce n'est pas du tout compliqué.

Grâce à notre article, vous apprendrez comment retirer de la chaudière les échangeurs primaire et secondaire. En outre, vous apprendrez à entretenir ces pièces et à les réparer. Si vous ne connaissez pas la structure de la chaudière, vous comprendrez, entre autres, la disposition des échangeurs, leur emplacement et leur principe de fonctionnement.

Une grande quantité d'eau traverse les échangeurs thermiques des chaudières ; avec le temps, ils s'encrassent et se déforment parfois. Dans l'article, nous avons présenté des informations importantes sur leur nettoyage, leur réparation et leur remplacement. Nous vous en dirons assez sur les échangeurs thermiques pour que vous puissiez réparer ces pièces de la chaudière par vous-même.

Échangeur thermique primaire d'une chaudière à gaz

L'échangeur primaire, ou simplement échangeur thermique, est une grande pièce en forme de tube avec des coudes, traversée par de fines plaques. Cette forme, ainsi que l'appareil lui-même, est également appelée serpentin.

Les fabricants fabriquent les échangeurs thermiques en métaux inoxydables comme le cuivre et l'acier inoxydable. Pour les différentes marques de chaudières, ils diffèrent peu par leur structure — une construction à tubes et calandre en forme de serpentin.

Les échangeurs thermiques en serpentin sont activement utilisés dans l'industrie. Ils combinent parfois deux systèmes : eau et vapeur, eau et antigel, eau dans deux circuits.

Le dispositif transfère l'énergie thermique du gaz au caloporteur – généralement de l'eau. Les appareils diffèrent par leur puissance, et plus la longueur du tube et le nombre d'ailettes (coudes) sont grands, plus elle est élevée. L'échangeur thermique fonctionne bien tant que la suie à l'extérieur et les sels à l'intérieur ne s'accumulent pas excessivement. Ensuite, la circulation se dégrade et la conductivité thermique des parois diminue. Il faut nettoyer les échangeurs thermiques à temps et les protéger avec des filtres à eau.

Dans la structure de la chaudière, l'échangeur primaire se trouve dans la chambre de combustion, au-dessus de la flamme du brûleur principal. Le matériau de fabrication, doté d'une conductivité thermique élevée, retient bien la chaleur et la perd aussi rapidement que nécessaire. Grâce aux plaques étroites, l'énergie thermique est répartie plus uniformément. L'échangeur de chaleur primaire est l'élément chauffant principal d'une chaudière à gaz, sans compter le brûleur.

Réparation de l'échangeur thermique primaire

L'échangeur se détériore à cause d'un caloporteur de mauvaise qualité ou des matériaux dont il est fait, ainsi que d'autres facteurs. La pression, les températures élevées et leurs fluctuations entraînent des fissures, ce qui fait que l'élément fonctionne avec moins de puissance et finit par se casser avec le temps. La durée de vie de l'échangeur de chaleur peut être prolongée en utilisant de l'eau purifiée et en ne surchargeant pas la chaudière.

Réparer les fissures sera plus difficile que de déboucher. Pour cela, on soude l'échangeur de chaleur. On choisit une brasure du même matériau que l'appareil lui-même. Les échangeurs de chaleur des chaudières sont généralement en cuivre, plus rarement en fonte ou en acier. On ajoute de l'aluminium, du silicium, du manganèse, du nickel et du zinc à la composition.

Des fuites sur l'échangeur de chaleur primaire peuvent apparaître en raison de l'action de la flamme, des coups de bélier, et dans certains cas, de la corrosion.

Exigences supplémentaires pour la brasure :

• température de fusion non inférieure à 700 °C ;
• viscosité suffisante ;
• fluidité identique à celle de l'échangeur de chaleur.

Les brasures cuivre-zinc sont considérées comme parmi les meilleures. Elles sont utilisées pour souder la plupart des métaux non ferreux ayant une température de fusion plus élevée que le matériau auxiliaire lui-même. Pour le corps humain, les brasures contenant du silicium ou de l'étain – jusqu'à un demi-pour cent – sont plus sûres.

Il est préférable d'éviter les matériaux cuivre-phosphore, et si on soude des échangeurs avec ceux-ci, ce doit être sans contrainte telle que des chocs ou des vibrations. Une brasure bien choisie représente la moitié du travail.

Les échangeurs de chaleur sont soudés avec des chalumeaux à gaz et des lampes à souder. Avant le soudage, l'endroit nécessaire est nettoyé avec du papier de verre à grain fin et essuyé avec un chiffon imbibé de solvant, puis chauffé. La zone est chauffée avec un pistolet thermique ou un chalumeau/fer à souder doux. À ce moment, l'essentiel est de se situer dans la plage de température et de tenir compte du refroidissement ultérieur. Les dommages à peine visibles sont repérés par de petites taches de teinte verdâtre.

Avant le chauffage, on vide l'eau et on élimine les résidus avec un compresseur ou on les souffle à travers un tuyau flexible. Le tuyau est fixé sur le filetage s'il possède un écrou-raccord et si les caractéristiques de conception le permettent. Si l'eau reste, elle absorbera une partie de l'énergie thermique.

Bobines de brasure : à haute température, le matériau mouille le substrat et s'étale sur celui-ci, pénètre dans les plus petits interstices et s'étire, ce qui produit une couche intermédiaire composée d'un mélange du substrat et de la brasure.

La soudure est préférée sous forme de fil ou de baguette : l'extrémité fondue lors du brasage plongera bien dans le flux qui adhérera à celle-ci. Si le fil se pose de manière trop irrégulière ou lâche sur l'échangeur lui-même, le préchauffage était insuffisant. Après le travail, le point de brasage est parfois recouvert d'une peinture thermorésistante pour une meilleure isolation.

Pendant les deux semaines suivantes, la zone brasée est vérifiée quotidiennement pour son intégrité. En cas de première fuite détectée, il convient de consulter un professionnel. Si elle apparaît dans les premières quinzaines, cela signifie que le brasage était de mauvaise qualité.

Le flux universel convient, ainsi que le flux-gel de brasage. Évitez la colophane, les variantes inhabituelles comme l'aspirine et autres.

Nettoyage de l'échangeur thermique primaire

Achetez une solution de nettoyage pour échangeurs de chaleur : elle élimine même les salissures tenaces. Utilisez des brosses et grattoirs spéciaux pour le nettoyage manuel des endroits accessibles à l'intérieur et à l'extérieur de l'échangeur. Enlevez la suie.

La suie apparaît en raison d'un fonctionnement trop intensif de la chaudière et de petites fuites de carburant. Une brosse métallique spéciale permet d'enlever la majeure partie des dépôts de carbone.

En situation complexe, commandez un nettoyage chimique. Les techniciens nettoieront l'échangeur via un booster dans lequel ils ajouteront un acide, par exemple l'acide sulfamique. Après un traitement spécial, il ne restera aucune ancienne dépôt tenace. Vous pouvez également nettoyer l'échangeur thermique vous-même. Pour cela, nous vous proposons de suivre l'instruction suivante.

Le nettoyage est également possible sans démontage — par lavage hydrodynamique. Des particules fines sous haute pression élimineront toute salissure.

Remplacement d'un échangeur thermique ancien ou cassé

Pour retirer l'échangeur pour le nettoyage ou le remplacement, il faut d'abord couper l'alimentation en gaz et l'alimentation électrique de la chaudière. Ensuite, retirez le panneau avant de la chaudière et fermez les tuyaux d'alimentation et de retour du chauffage. Vidangez le fluide caloporteur par le robinet de vidange de la chaudière.

Les étapes suivantes nécessitent plus de précision et de concentration :

1. Retirez les fixations du tube amenant le gaz à la chambre de combustion. Débranchez ce raccord.
2. Libérez le couvercle du compartiment de combustion des communications qui y aboutissent : écarte les électrodes d'allumage et de contrôle.
3. Retirez les capteurs de la chambre de combustion. Dévissez les fixations de son couvercle et retirez ce dernier.
4. Débranchez et sortez le ventilateur.
5. Retirez les fixations des tuyaux arrivant à l'échangeur de chaleur primaire. Écartez ces tuyaux.
6. Détachez la chambre de combustion de la paroi de la chaudière et transportez-la à l'extérieur.
7. Dévissez les fixations du couvercle supérieur du compartiment de combustion. Retirez le dessus.
8. Retirez les fixations qui maintiennent l'échangeur de chaleur primaire et sortez-le.

Nous pouvons maintenant remplacer l'échangeur défectueux par un neuf. Fixez-le dans la chambre de combustion, séparément de la chaudière. Fixez-le au périmètre avec des fixations et remettez le couvercle supérieur en place.

Schéma de la structure interne de la chaudière Navien Deluxe Coaxial pour gaz naturel et liquéfié avec chambre de combustion de type turbocompressé et échangeur de chaleur primaire en acier inoxydable.

Fixez à nouveau le compartiment de combustion à la paroi intérieure de la chaudière. Fixez le panneau avant. Remettez en place toutes les pièces déconnectées et les composants retirés près de la chambre de combustion.

Regardez à quoi ressemblent les joints à l'intérieur de la chaudière à gaz et, avant même d'installer l'échangeur de chaleur, remplacez-les aux raccords appropriés. Après l'assemblage complet, préparez la chaudière pour le fonctionnement et effectuez un essai de démarrage.

Échangeur de chaleur secondaire de la chaudière à gaz

On l'appelle également échangeur de chaleur de l'eau chaude sanitaire (ECS). C'est un appareil rectangulaire avec des plaques intérieures en acier inoxydable de qualité alimentaire reliées entre elles. Plus il y en a, plus les performances de l'appareil sont élevées. À l'intérieur, elles forment de 8 à 30 couches. La conductivité thermique élevée des matériaux et la grande surface d'interaction assurent l'échange thermique nécessaire lors d'un mouvement rapide de l'eau.

Chaque couche représente un canal isolé à l'intérieur de l'échangeur de chaleur. Les plaques ont un relief à partir duquel ces passages se forment. L'épaisseur des cloisons est généralement de 1 mm. Les canaux ont des angles, et plus ils sont aigus, plus la vitesse du fluide est élevée, et inversement. Le schéma de circulation de l'eau peut être à un seul passage ou à plusieurs passages, avec changement de direction. Dans le second cas, on obtient une efficacité plus élevée.

L'échangeur secondaire doit être nettoyé chaque année si la qualité de l'eau est mauvaise, et tous les trois ans si vous utilisez un filtre adoucisseur.

Après l'ouverture du robinet d'eau chaude sur le mitigeur, la vanne à trois voies dirige une partie du caloporteur chaud vers l'échangeur secondaire. Ensuite, le liquide chaud cède sa chaleur à l'eau froide du réseau dans l'appareil, après quoi de l'eau chauffée sort de l'échangeur thermique pour être distribuée via les mitigeurs de la cuisine et de la salle de bains.

Le caloporteur refroidi sort ensuite dans le tuyau où il se mélange au retour - le caloporteur usé du système de chauffage - et retourne à l'échangeur primaire.

L'échangeur de chaleur secondaire se trouve généralement en dessous de la chambre de combustion. Dans différentes chaudières, il est fixé verticalement ou horizontalement sur le côté.

Dans les chaudières, on utilise également des échangeurs de chaleur combinés, appelés bitermiques. Dans ceux-ci, les canaux de caloporteur pour le système de chauffage entourent la communication avec l'eau chaude. D'abord, le gaz transfère l'énergie au caloporteur, puis celui-ci en dirige une partie vers l'ECS. Comme les chaudières à gaz avec de tels échangeurs sont de conception plus simple, une vanne trois voies n'est pas nécessaire.

Réparation de l'échangeur thermique secondaire

Les réchauffeurs secondaires s'encrassent souvent, en particulier les modèles à canaux étroits. Sans nettoyage, ils finissent par tomber en panne et ne plus fonctionner. La couche de tartre à l'intérieur de l'appareil réduit le transfert de chaleur, ce qui fait que la chaudière consomme plus de gaz.

Les dépôts de sel, le tartre et la rouille constituent l'essentiel de la saleté : en plus de l'échangeur thermique secondaire, il serait bon de vérifier également les circuits de chauffage et d'eau chaude sanitaire.

Les codes affichés sur l'écran de la chaudière signalent les problèmes d'échangeurs thermiques. Un plan d'action existe pour ce cas.

Examinons plus en détail le problème du réchauffeur secondaire :

1. Retirons l'échangeur thermique secondaire.
2. Examinons les points de connexion, les filetages internes et externes. Leur état a pu se détériorer après le dernier nettoyage. Cela peut arriver à cause d'acides agressifs. Nous remplaçons les éléments amovibles usés.
3. Nous vérifions l'intégrité. L'échangeur thermique a pu subir un coup de bélier. Seul un spécialiste pourra trouver une très petite fistule (trou).
4. Examinons l'échangeur plus en détail, et pour cela, faisons appel à un professionnel. Nous remplaçons l'unité gravement endommagée.
5. Dès le début, on peut détecter la saleté. Recherchons visuellement le dépôt dans les orifices d'entrée. Insufflons de l'air dans la pièce et écoutons le son. Nettoyons si l'échangeur est obstrué. Des morceaux de tartre peuvent tomber même après un léger coup.
6. Il faut choisir l'une des 3 options de nettoyage : des remèdes maison comme les détergents et les solutions d'acide citrique, des mélanges spéciaux ou un nettoyage professionnel.

Commencez par rincer l'échangeur avec un jet d'eau du robinet froide. Ensuite, versez de l'acide citrique dans l'appareil et placez-le dans un seau d'eau. Ensuite, retirez l'échangeur et versez-y de l'eau pour vérifier la circulation.

Si l'eau entre lentement ou ne circule pas, préparez une solution saturée de vinaigre dans l'eau et versez-la. Ensuite, rincez à l'eau chaude et purgez. Utilisez si possible une pompe à air. Effectuez plusieurs cycles avec le vinaigre.

Parmi les arguments en faveur du nettoyage professionnel, on peut noter l'inconfort de la conception pour le nettoyage, les difficultés d'évaluation de la saleté, le risque de dommages dus à une action mécanique personnelle.

Si les étapes décrites n'ont pas aidé, essayez des solutions de nettoyage spéciales : un gel nettoyant ou une solution à faible concentration d'acide adipique. Si cette méthode ne donne pas de résultat, appelez un professionnel ou commandez un nettoyage professionnel.

Comment remplacer la pièce ?

Des connaissances spécifiques ne sont pas nécessaires. Pour retirer l'ancien échangeur afin de l'inspecter ou de le remplacer, suivez les étapes suivantes :

1. Coupez l'alimentation électrique et fermez le gaz.
2. Retirez le capot avant de la chaudière.
3. Fermez l'alimentation en eau froide pour le circuit d'eau chaude sanitaire. Fermez les vannes sur les tuyaux d'alimentation et de retour du circuit de chauffage.
4. Retirez le bouchon de l'orifice de vidange. Vidangez toute l'eau de la chaudière.
5. Réduisez la pression dans le système si nécessaire et purgez l'air.
6. Retirez la carte électronique. Pour cela, retirez les attaches nécessaires.
7. Retirez les bornes de la vanne de gaz.
8. Retirez les éléments de la chaudière qui gênent l'extraction pratique de l'échangeur thermique secondaire : le tuyau d'entrée d'eau froide, les raccords d'eau, etc. Enlevez les attaches, écrous et colliers correspondants.
9. Isolez tous les nœuds et câbles électriques avec un matériau imperméable.
10. Dévissez les fixations qui retiennent l'échangeur de chaleur secondaire. Utilisez un outil adapté. Parfois, cela peut être fait avec une clé hexagonale. Les fabricants s'efforcent de placer l'échangeur dans un endroit accessible afin que les éléments de la chaudière ne soient pas endommagés lors de son retrait.
11. Retirez l'échangeur de chaleur secondaire et évacuez l'eau qui s'y trouve.

Lors du démontage, prenez note de la position de l'échangeur afin de le remettre en place de la même manière ou d'en installer un neuf.

Groupe de sécurité du système de chauffage : guidez-vous sur le manomètre (à gauche) et, en cas d'indication dans la zone dite rouge, purgez l'air par le purgeur (au milieu).

Traitez les raccords avec lesquels l'appareil est fixé à l'intérieur de la chaudière avec une graisse au cuivre. Cela le protégera de l'oxydation.

Remplacez également les joints usés avant de remettre la pièce en place.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Comment retirer l'échangeur de chaleur d'une chaudière Baxi et méthode de nettoyage :

Nettoyage de l'échangeur primaire à l'aide de réactifs, aperçu des produits et résultat final :

Idée de réparation pour l'entrée cassée de l'échangeur de chaleur primaire :

Nous avons parlé de deux types d'échangeurs de chaleur : l'échangeur primaire – au-dessus du brûleur de la chambre de combustion, et l'échangeur secondaire – pour chauffer l'eau courante. Maintenant, vous comprenez mieux la structure des chaudières à gaz et l'importance des échangeurs de chaleur dans leur fonctionnement. Nous avons également présenté deux algorithmes en partie similaires pour le remplacement des échangeurs.

En cas de besoin, vous pourrez procéder au brasage de cette pièce. Le nettoyage domestique sera à votre portée. N'oubliez pas non plus la qualité des matériaux si vous devez acheter une nouvelle pièce.

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