Vase d'expansion pour chauffage de type ouvert : appareil, fonction, principaux types + conseils pour calculer le réservoir

Dans les réalités d'aujourd'hui, un vase d'expansion de type ouvert pour le chauffage a perdu depuis longtemps et irrévocablement la concurrence d'un réservoir fermé plus moderne et plus efficace.

Néanmoins, les équipements obsolètes sont activement utilisés. Et dans un certain nombre de situations, il présente même certains avantages par rapport aux réservoirs à membrane technologiquement avancés.

Dans ce document, nous analyserons son objectif et ses caractéristiques de conception, et nous nous familiariserons également avec le principe de fonctionnement et les règles de calcul de ce type de réservoir.

Objectif du réservoir dans les systèmes ouverts

Ce dispositif est utilisé dans les systèmes de chauffage pour éviter les pannes lorsque le volume et la pression du liquide de refroidissement augmentent, ce qui se produit lors du chauffage.

Plus précisément, lorsque la température de l’eau circulant dans le système augmente de 5 à 100 °C, son volume augmente de 4 %. Et c'est beaucoup, car il n'y a nulle part où aller dans les tuyaux et les radiateurs - il n'y a pas d'espace libre là-bas.

L'excès de liquide de refroidissement du système de chauffage est évacué dans un vase d'expansion de type ouvert, ce qui évite d'endommager ses pièces en raison d'une augmentation de la pression. Cela est dû au fait que l’eau ne peut pas être comprimée et qu’elle augmente sensiblement de volume avec l’augmentation de la température. Après refroidissement, le liquide de refroidissement retourne au système de chauffage

En conséquence, quelques centaines de grammes dans un petit système de chauffage ou plusieurs litres dans un système assez grand augmentent la pression jusqu'à des valeurs critiques et entraînent l'apparition de puissants coup de bélier.

Ce qui implique l'écrasement des joints, la rupture des raccords, des radiateurs et des réparations coûteuses - tout cela au moment le plus inopportun.

Et une fois que la température du liquide de refroidissement a diminué, son excès devient à nouveau nécessaire au fonctionnement efficace du système, il doit donc être restitué, et dans son intégralité. En cas d'évaporation, les réserves de liquide doivent être reconstituées.

Caractéristiques d'un réservoir ouvert

De tels réservoirs sont extrêmement simples - un seau ordinaire, un conteneur spécialement fabriqué à partir de matériaux de récupération, un bidon ou quelque chose de similaire peuvent toujours être utilisés comme vase d'expansion.

Caractéristiques de conception du conteneur

Les principales exigences de conception sont :

• disponibilité d'un volume suffisant;
• manque d'étanchéité.

Autrement dit, même l'absence de couvercle est autorisée, bien que cela soit souhaitable - il protège contre la pénétration de particules de saleté dans le système de chauffage.

Le réservoir, qui est prévu pour être utilisé comme vase d'expansion, doit être équipé d'un tuyau auquel tuyau du système de chauffage. C'est le seul appareil requis.

La conception de tout vase d'expansion est extrêmement simple : il s'agit d'un conteneur ordinaire équipé d'une ou plusieurs entrées/sorties. Cela permet à l'excès de liquide de s'accumuler et de s'écouler. Les réservoirs les plus avancés technologiquement sont équipés d'une alimentation en eau et d'un robinet de vidange, nécessaires pour transporter l'eau vers les égouts lorsqu'il y a des volumes d'eau en excès trop importants.

Mais pour plus de confort et pour éviter des désagréments mineurs, il est conseillé d'utiliser les accessoires suivants :

• Tuyau ou tuyau de trop-plein - un tel élément de conception est nécessaire en cas de débordement du vase d'expansion. C'est-à-dire que cet élément structurel, en rejetant du liquide dans les égouts ou simplement à l'extérieur du bâtiment, élimine la possibilité de son inondation.
• Tuyau d'alimentation en eau — il est nécessaire de remplir le système de chauffage avec de l'eau. Il est tout à fait possible de s'en passer, mais il faut comprendre que cette procédure devra être réalisée avec un seau à la main. Bien que dans ce dernier cas, la conception sera moins chère.

Les vases d'expansion étant souvent installés dans les combles, il faut veiller à les isoler. Cela empêchera le liquide de geler et de provoquer la panne de l'ensemble du système.

Seule de l’eau ordinaire peut être utilisée comme liquide de refroidissement. Parce que les antigels modernes et efficaces s’évaporent rapidement dans les réservoirs ouverts. Cela entraîne une augmentation significative du coût de l'ensemble du processus de chauffage.

De plus, les vapeurs d'antigel sont presque toujours toxiques, ce qui nuit à la santé des habitants. Nous avons parlé davantage des types de liquides de refroidissement pour le système de chauffage et de leurs caractéristiques dans ce materiel.

Forme et matériau de fabrication

La forme du réservoir n'est pas fondamentalement importante, elle peut donc être n'importe quoi :

• rond;
• rectangulaire;
• trapézoïdal, etc.

Le matériau de fabrication peut être n'importe quel métal ou même du plastique, mais comme le liquide de refroidissement peut atteindre des températures importantes, il doit être résistant à la chaleur.

Ce dessin permet de comprendre le principe de fonctionnement du vase d'expansion. L'image de gauche montre le liquide de refroidissement à froid.Le volume fourni lui suffit largement. Mais lorsque le chauffage commence (photo de droite), un excès d'eau apparaît bientôt. En fait, il n'y a pas beaucoup d'excès de liquide, mais cela suffit amplement pour trouver un point faible dans le système et former une fuite ou entraîner une panne de l'équipement.

Il existe différentes options de vases d'expansion ouverts en vente, parmi lesquelles il est facile de choisir celle qui convient le mieux. Ou fabriquez un réservoir fait maison à partir de matériaux de récupération, qui fera office de vase d'expansion.

Principe de fonctionnement de l'appareil

Le vase d'expansion fait partie des systèmes de chauffage les plus simples qui fonctionnent selon les lois de la physique. Lorsque le liquide se déplace par gravité dans les tuyaux et les radiateurs, l'énergie nécessaire est fournie par la différence de pression.

Afin de ne pas perturber l'échange thermique naturel et la circulation de l'eau, le vase d'expansion doit être installé au point le plus haut de l'ensemble du système de chauffage, tandis que la chaudière doit être au point le plus bas. Nous avons parlé plus en détail de l'installation et du raccordement du réservoir dans Cet article.

Sinon, la présence d'un tank ne donnera pas l'effet souhaité. Cela ne protégera pas contre l'augmentation de la pression, les coups de bélier et les pannes ultérieures.

Un avantage important des vases d'expansion ouverts est leur disponibilité. Par exemple, un réservoir peut être fabriqué même à partir de matériaux de rebut, qui suffisent dans les chalets d'été et dans les buanderies des maisons privées. Tout récipient en métal ou en plastique de la taille requise peut devenir un vase d'expansion, comme en témoigne la photo

Lorsque le liquide de refroidissement est froid, le réservoir lui-même ne participe pas au fonctionnement du système de chauffage.

Tout change lorsque le liquide atteint des températures importantes et crée une surpression dans les tuyaux et les radiateurs, car dans de telles situations, son excès est activement créé et expulsé dans le vase d'expansion. Où il reste jusqu'à ce que le liquide de refroidissement refroidisse, après quoi il s'écoule à nouveau par gravité dans les tuyaux et les radiateurs, la chaudière.

La procédure décrite est effectuée de manière cyclique, c'est-à-dire pendant toute la durée de fonctionnement du réservoir.

Étant donné que le système de chauffage est ouvrir, comme le réservoir lui-même, la compensation des conséquences de la dilatation ne peut se faire sans intervention humaine.

La raison en est que le liquide de refroidissement, étant en contact direct avec l'air, s'évapore et plus il se réchauffe, plus cette procédure est active.

En conséquence, l’utilisateur doit surveiller régulièrement le niveau d’eau disponible. Et complétez-le si nécessaire.

L'opération spécifiée est effectuée à l'aide d'un seau ou d'un autre récipient contenant de l'eau. C'est désagréable, le système peut donc être automatisé en organisant l'approvisionnement en eau à partir d'un système d'adduction d'eau, depuis n'importe lequel : local ou centralisé.

Il faut savoir que les formes géométriques et les calculs précis dans le cas d'un vase d'expansion ouvert n'ont absolument aucune importance. La condition principale pour un fonctionnement efficace est le placement au point le plus haut du système et la présence d'un volume suffisant de récipient jusqu'au tuyau de trop-plein.

De plus, en utilisant des équipements supplémentaires, la procédure décrite peut être rendue totalement autonome.

Mais dans ce cas, les avantages les plus importants de tous les réservoirs et systèmes de chauffage ouverts sont perdus :

• bas prix;
• autonomie complète, c'est-à-dire l'indépendance par rapport aux performances, à la facilité d'entretien et à la présence de tout système d'ingénierie dans la pièce.

Tous les processus dans un réservoir ouvert se déroulent selon le cycle naturel, sans l'aide de pompes ni d'autres équipements.

En conséquence, pour que le vase d'expansion soit garanti utile, les dimensions du système lui-même doivent être modérées, c'est-à-dire qu'il ne doit pas être utilisé pour chauffer des chalets et des bâtiments dont la superficie dépasse 100 m².

L'emplacement optimal pour les vases d'expansion est les greniers chauds. Puisque le point le plus élevé du système est garanti d'être là, et que cette solution permet également de cacher à l'abri des regards une structure aux faibles propriétés esthétiques

Si cette règle n'est pas respectée, cela peut entraîner des pertes financières importantes, puisqu'un certain nombre de modifications devront être apportées pour assurer l'efficacité du réservoir et de l'ensemble du système dans son ensemble.

De plus, la hauteur doit être limitée. Puisqu'il est très problématique d'obtenir le résultat attendu en essayant de chauffer de cette manière plus d'un bâtiment à deux étages.

Comment faire un calcul ?

Comme mentionné ci-dessus, tout vase d'expansion utilisé pour le chauffage ouvert se caractérise par sa simplicité de conception et de fabrication. Et calculer les dimensions d'un tel produit n'est pas plus compliqué.

À cette fin, vous pouvez utiliser des formules ou une méthode impliquant un calcul approximatif du volume de travail du réservoir.

Un exemple d'utilisation d'une formule pour calculer le volume du réservoir requis. Sur la base du volume réel d'eau circulant dans le circuit, seule son augmentation lorsqu'elle est chauffée à une certaine température est calculée, en arrondissant au chiffre supérieur.Ajoutez ensuite le résultat obtenu au volume de liquide de refroidissement dans le système de chauffage et ajoutez un nombre arbitraire de litres « en réserve »

En réalité, pour déterminer la capacité requise du réservoir, les propriétaires d'une petite maison de campagne utilisent extrêmement rarement des formules. Le plus souvent, le volume approximatif du vase d'expansion est calculé, auquel un nombre quelconque de litres peut être ajouté pour l'assurance.

Raison : dans le cas de réservoirs ouverts, le volume supplémentaire n'affecte pas de manière significative le coût et, dans certains cas, n'entraîne pas du tout une augmentation du prix.

De ce fait, tout le calcul de la capacité revient à déterminer 10 % du volume de l'ensemble du liquide de refroidissement, ce qui devrait être sa valeur minimale pour le vase d'expansion.

Le moyen le plus simple d'y parvenir est au moment de la conception et de la création d'un système de chauffage, lorsque tous les paramètres des radiateurs, tuyaux et autres éléments structurels sont connus ou peuvent être facilement découverts en prenant des mesures. Et puis simplement en additionnant les volumes de tous les composants.

Bien que les vases d'expansion ouverts et les systèmes auxquels ils sont destinés soient depuis longtemps obsolètes, leur disponibilité et, surtout, leur grande autonomie les rendent recherchés dans des conditions loin d'être idéales. Par exemple, s'il y a un problème d'approvisionnement stable en électricité ou si les propriétaires des locaux n'y habitent pas en permanence

Si les données sources sont inconnues, la méthode de calcul la plus pratique est expérimentale. Pourquoi devez-vous vidanger toute l'eau du système, puis remplis-le de liquide de refroidissement sur un nouveau.

Dans ce cas, des mesures doivent être effectuées, qui peuvent être effectuées à l'aide d'un compteur ou à l'aide de conteneurs de volume connu.Après cela, il ne reste plus qu'à connaître les 10 % requis du volume de liquide de refroidissement, qui servent de ligne directrice lors de la fabrication ou de l'achat d'un réservoir.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

La vidéo ci-dessous vous permettra de mieux comprendre ce que sont les vases d'expansion ouverts, comment ils sont fabriqués et installés :

La vidéo suivante concerne les réservoirs faits maison pour le système de chauffage :

Un vase d'expansion ouvert est considéré comme un appareil obsolète, tout comme l'ensemble du type de système de chauffage dans lequel il est utilisé. Autrement dit, un tel équipement est inefficace, car son fonctionnement s'accompagne d'une perte de chaleur importante et le chauffage est extrêmement lent.

Néanmoins, l'autonomie complète, l'indépendance, la facilité d'entretien et le coût abordable rendent le réservoir ouvert très demandé loin des conditions stables des grandes villes - dans les datchas, les villages, etc..

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