Vase d'expansion pour chauffage de type fermé : principe de fonctionnement et dispositif + comment choisir et installer dans le système

Un vase d'expansion pour chauffage de type fermé correctement choisi et raccordé joue un rôle important. Il protège le circuit de chauffage et prolonge la durée de vie de l'équipement. Le réservoir fermé et étanche évite d'avoir à réparer sans cesse le système et à changer les appareils. Il vaut la peine de le “connaître”, n'est-ce pas ?

Nous vous expliquerons comment choisir le modèle fermé du vase d'expansion en fonction des données techniques du système. Nous vous indiquerons comment l'installer et le raccorder correctement. De plus, l'article fournit des recommandations à suivre pour prolonger la durée de vie de l'équipement.

Fonction des réservoirs fermés

Tous, indépendamment de leurs volumes et performances, sont conçus pour compenser la dilatation du fluide caloporteur (liquides spéciaux, eau), qui se produit lorsque sa température augmente.

Ceci est fait pour éviter les coups de bélier destructeurs, les dommages aux raccords, aux vannes, la rupture des tuyaux des systèmes de chauffage, et l'extrusion des joints.

Tout réservoir fermé est un récipient en acier étanche, divisé en parties par une membrane élastique qui change de position lorsque la température du fluide caloporteur augmente ou diminue.

Exemple : le fluide caloporteur (eau) se dilate de quatre pour cent lorsque la température augmente jusqu'à 95 °C. Ce qui est suffisant pour provoquer une panne du système technique.

Dispositif et composants du vase d'expansion

Tout produit moderne de ce type est constitué des éléments structurels suivants :

• d'un boîtier ;
• une chambre pour le fluide caloporteur ;
• une chambre à gaz dans laquelle de l'air ordinaire ou un gaz inerte est injecté ;
• une membrane.

L'option de remplissage de la chambre à gaz avec un gaz inerte est plus préférable, car elle assure une plus grande durabilité au réservoir. Mais l'air ordinaire est plus accessible.

La membrane est fabriquée à partir de matériaux élastiques, elle est donc capable de changer de position lorsque la température du fluide caloporteur augmente ou diminue. Cet élément de structure peut être de type diaphragme ou à vessie, et leur principe de fonctionnement est similaire.

Le raccordement des réservoirs au système de chauffage se fait à l'aide d'un tuyau spécial. Une valve est prévue pour l'injection de gaz. Les réservoirs de type fermé sont fabriqués en configuration horizontale ou verticale, ce qui facilite l'équipement du système de chauffage.

Les réservoirs d'expansion modernes, destinés à être utilisés dans les systèmes de chauffage, existent en différentes tailles et formes, et leurs caractéristiques de fonctionnement diffèrent radicalement. Tout cela permet de faire un choix optimal dans n'importe quelle situation.

Les réservoirs destinés à être installés dans des systèmes de chauffage fermés sont équipés de manomètres pour contrôler la pression interne. Les produits similaires destinés aux systèmes des maisons individuelles ordinaires fonctionnent sous des charges faibles, ne dépassant pas 3,5-4 bars, et n'ont donc pas besoin d'instruments de mesure.

On peut également trouver dans le commerce des réservoirs de deux types :

• à membrane fixe ou stationnaire de type diaphragme, c'est-à-dire que sa rupture ou son usure entraînera le remplacement de l'appareil entier ;
• à membrane amovible de type ballon.

Dans le premier cas, les produits se distinguent par un prix plus abordable, dans le second par une plus grande fonctionnalité, réparabilité et durabilité.

La construction des réservoirs à bride permet de remplacer la membrane usée ou endommagée, et dans certains cas, cela peut même être fait par soi-même. De plus, les membranes amovibles peuvent supporter une pression plus élevée.

Schéma de fonctionnement du vase d'expansion

Lorsque le caloporteur est froid, la membrane du réservoir occupe le maximum d'espace. Lorsque la température augmente, la pression sur celle-ci augmente.

En conséquence, cet élément de construction surmonte la résistance du gaz inerte ou de l'air et change de position, libérant ainsi plus d'espace pour l'excédent de liquide formé.

Les réservoirs d'expansion ne participent pas au processus de chauffage des pièces, mais leur tâche est plus qu'importante. En effet, chacun de ces produits évite les pannes du système de chauffage qui peuvent survenir en raison des coups de bélier et de l'augmentation de la pression du caloporteur.

Lorsque le caloporteur refroidit, un processus inverse à celui décrit ci-dessus se produit. Ensuite, les cycles se répètent de nombreuses fois.

Recommandations pour le choix de la capacité

La caractéristique la plus importante à prendre en compte lors du choix d'un modèle de vase d'expansion est le volume de son réservoir. Pour les systèmes fermés avec un petit circuit, dont le volume de fluide caloporteur ne dépasse pas 150 litres, la capacité est facile à calculer.

Ainsi, elle doit être :

• lors de l'utilisation de l'eau comme caloporteur — 10 % du volume total du système de chauffage (par exemple, si cette valeur est de 100 litres, le vase d'expansion doit avoir une capacité d'au moins 10 litres) ;
• Lors de l'utilisation d'un liquide glycolé comme caloporteur — 15 % du volume du système de chauffage.

Dans ce dernier cas, le vase d'expansion doit être plus imposant en raison du coefficient de dilatation plus élevé de cet antigel.

L'avantage des vases d'expansion modernes réside dans la réaction de leur membrane à tout changement de température du fluide caloporteur. Cela garantit la sécurité d'utilisation. Mais il faut se rappeler que les vases sont conçus pour fonctionner dans des conditions spécifiques, il faut donc les choisir correctement.

Le volume du vase d'expansion pour les systèmes plus grands, dans le circuit desquels circulent plus de 150 litres, est plus facile à calculer en utilisant le paramètre du volume total du système et un tableau de sélection du vase d'expansion.

Pour calculer le volume total du système, on peut utiliser les méthodes suivantes :

1. Mesurer le volume du fluide caloporteur circulant dans tous les éléments individuels du système (chaudière, radiateurs, canalisations) puis additionner les résultats obtenus. Cette méthode est très laborieuse, mais elle est également la plus précise.
2. Multiplier chaque kilowatt de puissance de la chaudière par 15, en considérant qu'en moyenne, 1 kW correspond à environ 15 litres de fluide caloporteur. Cette méthode est simple, mais il faut se rappeler que l'on ne peut se fier au résultat que si l'on est sûr que l'élément chauffant a été correctement sélectionné pour le système.
3. Vider toute l'eau du système et le remplir à nouveau, en calculant le volume nécessaire.

Pour calculer le volume nécessaire du vase d'expansion, on peut également utiliser des formules ou un calculateur en ligne. Pour cela, il est nécessaire de connaître le volume du fluide caloporteur, sa température et la pression dans le système.

La méthode utilisant des formules est plus complexe et le volume obtenu ne différera pas sensiblement du calcul approximatif présenté ci-dessus. De plus, la valeur trouvée devra être arrondie à la hausse.

De nombreux fabricants de vases d'expansion proposent une aide au consommateur pour choisir le vase d'expansion approprié. Pour ce faire, ils fournissent des tableaux facilitant la sélection. Cependant, ils précisent obligatoirement que les informations fournies sont à titre indicatif et que la responsabilité incombe dans tous les cas à l'acheteur.

La solution la plus pratique lors du choix sera un vase d'expansion conçu pour les systèmes de chauffage de type fermé, équipé d'une soupape de sécurité.

La raison est que lorsque la pression atteint des niveaux critiques, le dispositif se met en marche et le relâche. Autrement dit, cette soupape peut considérablement améliorer la sécurité de l'ensemble du système de chauffage.

Lors de l'achat du vase d'expansion, il faut tenir compte du fait que la couleur rouge est le plus souvent utilisée pour désigner les vases d'expansion utilisés pour le chauffage.

Cette particularité permettra de distinguer le produit recherché des autres similaires, par exemple, des réservoirs de forme et de taille semblables pour l'alimentation en eau – hydro-accumulateurs, qui sont principalement recouverts d'émail bleu.

Mais si nécessaire, il est possible de trouver des réservoirs de différentes couleurs, ce qui permettra de placer celui souhaité dans n'importe quelle pièce sans diminuer ses qualités esthétiques.

Les récipients peuvent être horizontaux ou verticaux, et les fabricants offrent également la possibilité de les fixer à différents endroits. Pour cela, les produits sont fournis avec divers accessoires. Lors de l'achat, il convient d'y prêter attention, en ayant déterminé l'option optimale à l'avance.

Il faut également prêter attention, lors du choix, à la qualité des matériaux utilisés pour la fabrication du corps du récipient et de la membrane. Ainsi qu'à la présence d'une garantie sur l'équipement acheté et d'un manuel d'installation et de raccordement au système.

Comment réaliser l'installation ?

Il n'y a pas de restrictions majeures concernant l'emplacement d'installation du vase d'expansion dans le système. Cependant, il est souhaitable d'effectuer l'installation en tout point pratique de la conduite de retour du système de chauffage existant.

La raison en est que le fluide caloporteur y est plus frais. Cela permet de prolonger considérablement la durée de vie du vase d'expansion et de sa membrane.

De plus, si le vase est installé à proximité d'une chaudière à combustible solide, dans certaines situations, de la vapeur peut pénétrer dans la chambre du fluide caloporteur. En conséquence, le récipient perdra sa capacité à compenser la dilatation du fluide caloporteur.

L'installation du réservoir peut se faire de deux manières. Il s'agit de la fixation :

• sur le mur ;
• au sol.

Mais il faut comprendre que la première option est destinée uniquement aux cas où le vase d'expansion a un volume modéré.

Les vases doivent être installés aussi loin que possible des chaudières. La solution optimale est de le placer sur la conduite de retour. Car la température du fluide caloporteur y est nettement inférieure, ce qui évite une défaillance prématurée de la membrane.

Il ne faut pas lésiner sur le raccordement du vase au système de chauffage.

Ainsi, cette procédure doit être réalisée en utilisant :

• un robinet d'arrêt avec, ce qu'on appelle, un « raccord américain » — cet élément de construction permettra de retirer rapidement le réservoir du service, et si nécessaire de le remplacer, sans attendre le refroidissement du fluide caloporteur ;
• un té avec un robinet de vidange, ce qui permettra de vider rapidement le vase avant son remplacement ;
• un manomètre pour mesurer la pression ;
• une soupape de sécurité ou un raccord pour régler la pression à l'intérieur de l'équipement.

Après l'installation du réservoir, vous devrez le configurer correctement en suivant les recommandations du fabricant fournies dans la notice de l'équipement acheté. La pression dans le réservoir doit être appropriée, c'est-à-dire inférieure à celle du système, ce qui permettra à la membrane de se déformer lors du chauffage du fluide caloporteur.

Si les calculs ont été effectués incorrectement et qu'un réservoir de volume insuffisant est installé dans le système de chauffage, il ne remplira pas ses fonctions, mais il est possible de corriger cette erreur.

Pour cela, vous devez acheter et installer un deuxième réservoir dans le système. Le volume de ce réservoir doit correspondre à la différence entre le volume nécessaire et celui du réservoir déjà en service dans le système. Cette méthode permettra de réduire les pertes financières.

Entretien technique lors de l'exploitation

Vous devez vous rappeler que lors des périodes d'inactivité, les réservoirs, comme les autres composants du système de chauffage, doivent être vidés puis séchés. Il ne faut pas ignorer cette consigne, car son non-respect entraînera l'apparition de corrosion et réduira la durée de vie de l'équipement.

L'élément principal de la structure qui réagit aux changements de pression du fluide caloporteur est une membrane élastique. Celle-ci est soumise d'un côté à l'action d'un gaz neutre (par exemple, l'azote) ou de l'air, et de l'autre côté à la pression du fluide caloporteur. La membrane se positionne en fonction du côté où l'action est la plus forte.

Lorsque vous utilisez un réservoir fermé, vous devez régulièrement effectuer une série d'opérations simples.

Celles-ci comprennent :

• inspections périodiques pour détecter la corrosion, les dommages mécaniques – cette procédure doit être effectuée deux fois par an ;
• vérification de la pression dans le système, effectuée tous les six mois ;
• inspections périodiques de l'intégrité de la membrane – ces opérations sont effectuées conformément aux recommandations du fabricant.

De plus, tout au long de l'utilisation, vous devrez respecter les exigences relatives aux normes admissibles de température et de pression.

Pour la réparation des réservoirs, vous devez utiliser exclusivement des composants d'origine, car cela garantira non seulement les performances requises, mais aussi la sécurité d'utilisation.

Les règles et particularités du choix d'un vase d'expansion pour les systèmes de chauffage de type ouvert sont présentées dans l'article suivant, que les propriétaires de maisons avec des circuits de chauffage ouverts devraient lire.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

La première vidéo vous aidera à comprendre les caractéristiques des vases d'expansion modernes et leur sélection correcte :

Le prochain matériel vidéo vous permettra de comprendre comment installer correctement le vase d'expansion acheté :

Le réservoir de type fermé est une solution pratique, durable, efficace et sûre pour le système de chauffage. Cependant, pour obtenir le résultat escompté, vous devez effectuer un choix et une installation corrects du produit dans le système de chauffage, ainsi que son réglage.

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