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N°1 - Généralites sur l'expansion de l'eau - niv 5

N°1 - Généralites sur l'expansion de l'eau - niv 5

Les installations de chauffage à eau chaude sont des circuits fermés contenant un volume d'eau appelé contenance en eau de l'installation (CE).

La contenance en eau de l'installation peut être grossièrement évaluée en fonction de la puissance de l'installation de chauffage sur la base de 10 [litre/kW] (hors stockages particuliers).

Lorsque l'eau est chauffée, l'augmentation de température génère une augmentation du volume d'eau. Ce phénomène est naturel, c'est l'expansion de l'eau.

Un coefficient de dilatation, noté %d et fonction de l'augmentation de la température, permet de déterminer le volume supplémentaire créé. Ce volume est appelé " volume de dilatation " et noté Vd.

Soit: Vd = CE x %d
Avec:
Vd : volume de dilatation
CE : contenance en eau
%d : % de dilatation (voir tableau ci-dessous)


La rétraction d'eau est le phénomène inverse.

Les circuits de chauffage étant fermés, sans un système pour accueillir l'eau de dilatation, l'augmentation du volume d'eau entraînerait la rupture ou la déformation d'un équipement.

photo 1



Les différents systèmes d'expansion existants qui seront étudiés dans les § suivants sont :

  • Vase ouvert (dit à l'air libre)
  • Vase fermé à pression variable (parfois appelés Flexcon du nom d'une marque)
  • Vase fermé à pression constante (parfois appelés Pneumatex du nom d'une marque)
  • Les groupes de maintien de pression (GMP)

Question

Q1: Estimez le volume de dilatation d'une installation de chauffage de 250 [kW] fonctionnant en moyenne à 80 [°C].

75 litres


Explication :

A raison de 10 [l/kW], la contenance en eau de l'installation est de 10 × 250 = 2500 [l]

La température de l'eau étant de 80 [°C], la dilatation est de 3% soit un volume de dilatation de:
2500 × 3% = 75 [l]

Remarque : le volume de dilatation n'est pas le volume du vase d'expansion, mais le volume d'eau qu'il devra recueillir.

Question

Q2:Estimez le volume de dilatation d'une installation de chauffage de 250 [kW] fonctionnant en régime 45/35 [°C].

20 [l]


Explication:

A raison de 10 [l/kW, la contenance en eau de l'installation est de 10 × 250 = 2500 [l]

La température moyenne de l'eau est de (45 + 35)/2 = 40 [°C]

La température moyenne de l'eau étant de 40 [°C], la dilatation est de 0,8% soit un volume de dilatation de:
2500 × 0,008  = 20 [l]

Question

Q3: Estimez le volume de dilatation d'une installation de chauffage de 350 [kW] fonctionnant en régime 80/60 [°C].

80,5 [l]


Explication:

La contenance en eau de l'installation est de 10 × 350 = 3500 [l]

La température moyenne de l'eau est de (80+ 60)/2 = 70 [°C]

La température moyenne de l'eau étant de 70 [°C], la dilatation est de 2,3% soit un volume de dilatation de:
3500 × 2,3%  = 80,5 [l]