Comment calculer la pression de l’eau ?

Résumé

• Étape 1 : Déterminer le volume de l’installation Vinst
• Étape 2 : Calculer le volume d’expansion de l’eau Vexp Step
• 3 : Calculer le volume net d’eau Vnet
• Étape 4 : Calculer la pression de gonflage du réservoir Pgon
• Étape 5 : Calculer la pression maximale admissible Pmax
• Étape 6 : Calculer la pression finale Pfin
• Étape 7 : Choisissez le volume réel du réservoir d’expansion Vr
• Étape 8 : Calculer la pression initiale Pini

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Ici, nous reprenons le taille des récipients de dilatation fermés à pression variable. Pour ce qui est des récipients à expansion sous pression constante qui peuvent être trouvés dans de très grandes installations, nous renvoyons le lecteur intéressé au rapport technique du CSTC (no 1 — 1992) ou à la « Méthode de calcul des navires d’expansion dans les installations centrales de chauffage et de refroidissement » du SAPC Gestion des bâtiments.

Étape 1 : Déterminer le volume de l’installation de Vinst

Pour une nouvelle installation

La capacité totale en eau d’une nouvelle installation peut être calculée en ajoutant :

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• La capacité des conduits. Le calcul de la grille révèle la longueur totale des tuyaux en fonction du diamètre du tuyau. Par conséquent, cette longueur doit être multipliée par la capacité en eau de chaque section, selon les tableaux suivants :

• La capacité en eau des appareils : radiateurs, convecteurs, chaudières, appareils de chauffage,… spécifiés dans la documentation technique des fabricants.

Pour une installation existante

Pour les installations existantes dont le réseau de canalisations est inconnu, la capacité totale en eau peut être estimée sur la base des proportions suivantes :

Étape 2 : Calculer le volume de dilatation d’eau Vexp

Le volume d’expansion est l’augmentation du volume d’eau due à son chauffage. Pour calculer le réservoir d’expansion, on considère que l’eau est chauffée de 10°C à 90°C.

Vexp = Vinst x Cexp

où,

• Vexp = volume de dilatation de l’eau
• Cexp = coefficient de dilatation

Étape 3 : Calculer le volume net d’eau Vnet

Le volume net d’eau est le volume d’eau dans le réservoir d’expansion de fonctionnement. Normal.

Vnet = Vinst x 0,01 Vexp

où,

• Vinst x 0,01 est un volume de réserve qui vise à maintenir une quantité minimale d’eau dans le réservoir d’expansion lorsque l’installation est complètement refroidie (réserve de 1%). Si cette réserve n’est pas prise en compte, l’installation peut pénétrer dans un vide par rapport à son environnement chaque fois qu’elle refroidit, ce qui favorise la pénétration de l’air et la corrosion.

Étape 4 : Calculer la pression de gonflage du réservoir Pgon

La pression de gonflage est la pression dans le réservoir d’expansion qui ne contient pas encore d’eau, par exemple, avant qu’elle ne soit connectée à l’installation.

Règle générale

Il doit être choisi de sorte que lorsque l’installation est complètement refroidie, il y ait encore une surpression de 0,5 bar au point le plus élevé de l’installation. Pour une installation dont la température de l’eau ne dépasse pas 100°C, la pression générée par la hauteur d’installation à laquelle est ajoutée 0,3 bar comme pression de gonflage.

Pgon = (h/ 10) 0,3,

avec un minimum de 0,5 bar.

Où,

• h est la différence de hauteur entre le réservoir d’expansion considéré au point d’installation le plus bas et le point d’installation le plus élevé.

Conditions particulières de contrôle

Les deux conditions suivantes doivent également être vérifiées si :

• dans une construction basse (la hauteur entre les extrémités de l’installation est réduite),
• lorsque la hauteur et/ou la distance entre le réservoir d’expansion et le circulateur et/ou la chaudière sont grandes.

Pour éviter la cavitation des circulateurs

La cavitation est la formation de bulles de vapeur qui éclatent dans certaines zones de la roue d’un circulateur. Est phénomène est une source de bruit, réduit la hauteur manométrique du circulateur et l’endommage.

Il apparaît lorsqu’un vide est maintenu dans l’aspiration du circulateur.

Le facteur NPSH est spécifié par les fabricants de pompes, dans leur catalogue. Il s’agit de la pression minimale qui doit être observée à l’entrée de votre pompe pour éviter la cavitation.

La pression minimale dans le réservoir de dilatation ne doit pas être réduite au-dessous :

Pgon > NPSH (HxP/ 10) ΔpXP

où,

• NPSH = pression nette d’aspiration du circulateur spécifiée par le fabricant (1 bar = 10 mCe = 100 kPa)
• HxP = hauteur entre le point de raccordement du réservoir d’expansion et la pompe

• ΔPXP = perte de pression de la section de tuyau reliant le circulateur au réservoir d’expansion, y compris la perte de pression de la chaudière si elle est entre le circulateur et le réservoir d’expansion

Pour éviter d’ébullition dans le chaudière

Une situation similaire se produit lorsque le fabricant Utilisation d’une chaudière impose une pression minimale sur la chaudière pour éviter l’eau bouillante qui causera du bruit et des dommages.

Page > Pchau (HxC/ 10) ΔpxC

où,

• Pchau = pression minimale de la chaudière imposée par le fabricant (1 bar = 10 mCe = 100 kPa)
• HxC = hauteur entre le point de raccordement du réservoir d’expansion et le point le plus élevé de la chaudière (cette pression est positive si le point de raccordement du réservoir est inférieur au point supérieur de la chaudière et négative dans le cas contraire)
• ΔpxC = perte de charge de section au point de raccordement du réservoir d’expansion et au point supérieur de la chaudière (y compris la chaudière)

Étape 5 : Calculer la pression maximale admissible Pmax

La pression maximale admissible « Pmax » est celle qui ne peut pas être dépassée dans le réservoir expansion lorsque l’installation est chauffée. Il est atteint à la pression d’ouverture de la soupape de sécurité de la chaudière « Ps ». Si le réservoir d’expansion est près de la chaudière « Pmax » est presque égal à « Ps ». L’écart est significatif si :

• la différence de hauteur entre le réservoir d’expansion et la soupape de sécurité est importante,

• la pompe est placée entre le réservoir d’expansion et la chaudière (la pression effective de la pompe doit être prise en compte).

Pmax = Ps (HxS/ 10) — PP

• Pp = pression de la pompe (prise en compte uniquement si la pompe se trouve entre le réservoir et la chaudière) (1 bar = 10 mCe = 100 kPa)
• HxS = hauteur entre le point de raccordement du récipient et la soupape de sécurité (cette pression est positive si le point de raccordement du réservoir est inférieur au point supérieur de la chaudière et négative dans le cas opposé).

Étape 6 : Calculer la pression finale Pfin

C’ est la pression qui ne peut pas être dépassée dans l’installation d’exploitation.

Pfin = Pmax — 0,5

Étape 7 : Choisissez le volume réel du réservoir d’expansion Vr

Le volume du réservoir d’expansion choisi doit être supérieur à :

Vr > Vnet/Fp

où,

• Fp est appelé le facteur de pression. Fp = (Pfin — Pgon)/(Pfin 1)

Étape 8 : Calculer la pression initiale Pini

C’est la pression initiale qui doit être réglée sur le manomètre, lorsque l’installation est froide. Cela dépend du volume d’eau de réserve « Vres » réellement obtenu avec le réservoir d’expansion choisi :

Vres = Fp x Vr — Vexp

= (Pfin — Pgon)/(Pfin 1) x Vr — Vexp

Pini = (Vr x (Pgon 1)/(Vr — Vres)) — 1

Sources

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