Un vase d'expansion (flexcon) a pour rôle de compenser ou d'absorber les fluctuations de volume de l'eau suite aux variations de température dans un réseau de chauffage ou de climatisation.
En chauffage l'eau se dilate en montant en température, de 10°C à 80°C, 1 m3 d'eau se dilate de prés de 4%, en climatisation c'est le contraire elle se rétracte à mesure que la température descend.
Le vase d'expansion permet aussi de maintenir une pression suffisante pour un bon fonctionnement dans une installation hydraulique.
Constitution d'un vase d'expansion à membrane.
Montage et pression de gonflage d'un flexcon:
Le montage du vase d'expansion s'effectue sur le retour de l'installation sans vanne, si celle-ci existe il faudra que la manette soit démontée afin d'éviter d'isoler par mégarde le vase de l'installation.
- Au montage, à la livraison, le vase d'expansion est vide d’eau. La pression initiale de l’azote pousse la membrane contre la paroi du flexcon.
- Le vase d’expansion est partiellement rempli d’eau, l’eau comprime l’azote, la pression monte. La température de l’eau est à la température ambiante. La pression de l’azote est égale à la pression de service de l’installation.
- En mode chauffage la température de l’eau monte, la pression augmente, l’eau se dilate et remplie une grande partie du flexcon. La pression n’atteint pas la pression de tarage de la soupape ou pression finale, car le vase d’expansion est correctement dimensionné.
- Toujours en mode chauffage, l’eau ce dilate est remplie une grande partie du vase d’expansion. La pression devient supérieure à celle de tarage de la soupape de sécurité. La soupape ouvre et évacue l'excédent de pression. La contenance du flexcon est mal calculée.
Une pression de remplissage correcte est primordiale pour le bon fonctionnement d'une installation hydraulique.Une pression d'eau trop importante serait de nature à faire ouvrir la soupape de sécurité quand l'eau a atteint sa tempéraure maximale.Une pression trop faible ne remplirait pas suffisament le flexcon celui-ci deviendrait inutile, des appareils ne seraient pas alimentés en eau, le réseau serait en dépression générant des entrées d’air dans l’installation.
D'usine les vases d'expansion sont prégonflés de 0,5 bar à 2,5 bars, la bonne pression de gonflage d'un flexcon est déterminée par la hauteur statique à l’installation au-dessus du vase d'expension. Cette pression est exprimée en bar sachant que 10 m est égal à un bar. Aurement dit , si l'appareils de chauffage le plus haut ce situe à une hauteur de10 mètres du flexcon, la pression de gonflage sera égale à: 10/10 = 1 bar
La pression de remplissage en chauffage doit être légèrement supérieure à la pression de gonflage du vase d'expansion afin que celui-ci ne soit pas vide, généralement de 0,3 à 0,5 bar. Notons que la réglementation sur les vases demande de rajouter au volume de dilatation un volume de réserve de 0,5%.
En climatisation, le remplissage de l'installation doit se faire à une pression proche de celle du tarage de la soupape de sécurité pour qu'une fois arrivée à la température de service la pression soit légèrement supérieure à la pression de gonflage du vase d'expansion.
Pour gonfler un fexcon l'utilisation d'azote sec est conseillé, l'utilisation d'air comprimé causerai à terme des problème de corrosion, car l'air contient de l'humidité.
Calcul capacité vase d'expansion
Calcul de capacité brute
Estimation de la contenance d'un flexcon, calcul et formules !
Quelques explications sur la méthode de calcul dite classique employée de manière générale:
• On calcule tout d'abord le coefficient d'expansion à la température moyenne de l'installation
• Puis c'est le tour au calcul de l'effet utile du vase, qui correspond au rapport entre la capacité brute et la capacité nette du vase.On utilise pour le calcul la pression finale qui est égale à la pression de tarage de la soupape de sécurité et la pression de gonflage, c'est la pression de gonflage initiale d'azote, sans charge et à température ambiante.
• Enfin, lors du calcul du volume brut on applique une réserve de sécurité de 25% .
Les formules utilisées :
a) Volume d'expansion (Ve) :
Ve = Vi * Ce / 100
- Vi : Volume d'eau de l'installation
- Ce : Coefficient d'expansion de l'eau (en pourcentage)
Ce calcul détermine l'augmentation de volume due à l'expansion thermique de l'eau.
b) Coefficient d'utilisation (Eu) :
Eu = ((Pf + 1) - (Pg + 1)) / (Pf + 1)
- Pf : Pression finale
- Pg : Pression de gonflage
Ce coefficient représente la fraction du volume du vase effectivement utilisable pour l'expansion.
c) Capacité brute du vase (Cb) :
Cb = Ve * Ms / Eu
- Ms : Marge de sécurité
Cette formule calcule le volume total nécessaire du vase d'expansion, en tenant compte du volume d'expansion, de la marge de sécurité et du coefficient d'utilisation.
