La capacité d'expansion du liquide de refroidissement est un élément nécessaire du système de chauffage. Dans le processus de conception, la question se pose: comment calculer le vase d'expansion pour le chauffage, déterminer son volume et ses dimensions? Les paramètres dépendront de plusieurs facteurs, qui seront étudiés en détail dans l'article.
A quoi sert le vase d'expansion
Le fluide circulant dans le système de chauffage se dilate considérablement lorsqu'il est chauffé. Pour différents liquides de refroidissement, ce coefficient sera différent. Par exemple, l'eau comme liquide de refroidissement est beaucoup plus efficace. Il a un coefficient de dilatation thermique plus faible et une dissipation thermique plus élevée que l'antigel à l'éthylène glycol. De plus, l'augmentation du volume dépend de la température de fonctionnement.
Pour compenser l'augmentation du niveau de liquide dans le système, un vase d'expansion est intégré, dont le calcul dépendra de:
- Quantités de liquide dans le système.
- Chauffage des structures. Il existe deux variétés: le type fermé et le type ouvert. Pour chacun d'eux, le calcul du volume se fait différemment.
- Température maximale du fluide dans le système. Si le calcul est basé sur la température de fonctionnement, la taille du réservoir sera inférieure, mais les situations d'urgence doivent être prises en compte lorsque le liquide de refroidissement est proche de la transition vers un état de vapeur, ce qui augmente considérablement son volume.
- Un type de liquide. Plusieurs substances différentes sont utilisées: eau, antigel, eau additionnée d'alcool, huile. Pour chacun de ces liquides de refroidissement, le calcul du volume du vase d'expansion sera différent.
Réservoirs ouverts
Actuellement, trois types de vases d'expansion sont utilisés. Le plus antédiluvien est utilisé dans le système de chauffage gravitationnel. C'est un réservoir ouvert. Il est installé au point le plus élevé et sert non seulement à collecter l'excès de liquide, mais aide également à éliminer l'air du système.
Ce type de chauffage ne fonctionne qu'avec de l'eau, car les autres liquides de refroidissement sont assez toxiques. Leur utilisation dans un système ouvert entraînera un empoisonnement aux vapeurs. Le principal inconvénient d'un système ouvert est le gel de l'eau à basse température. Une telle maison ne peut pas rester plusieurs jours sans chauffage en hiver. Si cela se produit, l'eau dilatée pendant la congélation fera éclater les tuyaux de chauffage.
Le calcul des vases d'expansion de type ouvert est basé sur le coefficient de dilatation de l'eau, dans lequel cette valeur dépend de la température: plus elle est élevée, plusplus de valeur. Pour calculer le volume de fluide déplacé pendant le chauffage, vous devez multiplier le coefficient correspondant à la température de fonctionnement par la quantité de liquide de refroidissement dans le système de chauffage. Cela donnera le volume requis du vase d'expansion.
Par exemple, s'il y a un réseau avec un volume de 400 litres d'eau, fonctionnant à une température de 75 degrés, alors le volume d'expansion sera: 4000,0258=10,32 litres.
Pour un système ouvert, cela n'a aucun sens de surdimensionner le réservoir, car une telle conception prévoit une dérivation reliée à l'égout. L'excès d'eau s'y écoule si la température dépasse la valeur nominale.
Vases d'expansion étanches
La variété suivante sont les vases d'expansion de type fermé. Ils sont utilisés à la fois dans les systèmes gravitaires et dans le chauffage à circulation forcée. La principale différence entre les réservoirs fermés est leur étanchéité totale. Cela a été fait pour empêcher le contact de l'eau avec l'air atmosphérique, qui contient une grande quantité d'oxygène, ce qui nuit à l'état des tuyaux. L'excès de pression est évacué dans l'atmosphère à l'aide de soupapes de sécurité.
Le calcul de ce type de vase d'expansion est le même que le précédent. Cependant, ici, vous devez ajouter le volume d'air qui sera comprimé lorsque l'eau sera forcée dans le réservoir. Contrairement aux liquides, les gaz ont une capacité importante à se comprimer. Par conséquent, le volume d'air dans le réservoir peut être réduit - environ 30 % du volume d'eau.
Comment fonctionne un vase d'expansion à membrane
La principale variété de systèmes de chauffage modernes est le chauffage forcé avec un vase d'expansion à membrane. Il diffère du récipient hermétique habituel par la présence d'une couche de caoutchouc qui sépare la partie liquide de l'air.
Lorsque le système est complètement rempli, le liquide dans le réservoir atteint le niveau supérieur de la membrane. Pendant le chauffage, le liquide de refroidissement commence à se dilater et, surmontant la résistance de la membrane et de l'air, monte au niveau supérieur du réservoir jusqu'à ce que la pression de l'air comprimé et la pression du liquide de refroidissement soient égales. Si la pression antigel dépasse de manière significative les valeurs autorisées, la soupape de sécurité du système de sécurité fonctionnera.
Lors du calcul du vase d'expansion pour le chauffage de type fermé, le coefficient de dilatation est corrigé pour l'utilisation d'antigel. Il augmente son volume d'environ 15 % d'eau en plus.
Calcul d'un vase d'expansion à membrane fermée
Lors de la détermination de la taille d'un réservoir à membrane, vous pouvez suivre un chemin simple. Sachant que le coefficient de dilatation de l'eau à une température de 80 degrés est de 0,029, ainsi que le volume du système, un calcul primitif peut être effectué.
Disons qu'il y a 100 litres dans le système. En multipliant la quantité de liquide par un coefficient, on obtient le volume d'expansion 2, 9. Pour un calcul simplifié, cette valeur doit être doublée. De plus, rappelez-vous que l'expansion de l'antigel est d'environ 15 % supérieure à celle de l'eau et ajoutez cette valeur. Arrivéenviron 7 l.
Pour un calcul plus précis du vase d'expansion, utilisez la formule:
V=(Ve + Vv)(Pe + 1) / (Pe - Po), où
V- le volume requis du réservoir à membrane pour le système de chauffage.
Ve - le volume de liquide de refroidissement obtenu lorsque le système est chauffé. C'est le total de tous les appareils de chauffage, tuyaux, chaudière.
Vv - le volume du joint d'eau dans le réservoir. En d'autres termes, la quantité de liquide qui est toujours présente dans le réservoir en raison de la pression hydrostatique. Environ 20 % dans les petits réservoirs et environ 5 % dans les grands. Mais pas plus de 3 ans.
Po - pression constante. Dépend de la hauteur de la colonne de liquide dans le système.
Pe - la pression maximale qui se produit lorsque la soupape de sécurité est activée.
Conclusion
Le calcul d'un vase d'expansion est un processus simple accessible à toute personne familiarisée avec l'arithmétique simple. Il suffit de prendre en compte la conception du système de chauffage, son volume et le type de liquide de refroidissement.
