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18501537 FR Vaten ber Expvat 24-01-2005 10:48 Pagina 1
CALCUL D'UN VASE FLEXCON
Flamco
Calcul d’un vase d’expansion
Flexcon à membrane
Notions de base pour le calcul d’un vase d’expansion
Flexcon à membrane
Pour effectuer la sélection correcte d’un Flexcon, les notions suivantes sont importantes:
Capacité brute du vase
Correspond à la capacité totale du vase Flexcon.
Capacité utile (ou nette) du vase
Correspond à la quantité maximale d’eau pouvant être recueillie du côté raccord d'eau de
la membrane.
Hauteur statique
Correspond à la hauteur de l’installation, entre le point de raccordement du vase Flexcon et le
point le plus élevé de l’installation, mesurée en mètres de colonne d’eau (1 mètre CE = 0,1 bar).
Pression de gonflage du vase Flexcon
Correspond à la pression mesurée sur la valve de gonflage d’azote, en l'absence d’eau et à
température ambiante. Cette pression doit correspondre à la pression résultant de la hauteur
statique, arrondie au 0,5 bar supérieur. Ceci permet d’éviter que de l’eau ne soit refoulée
dans le vase Flexcon lorsque l’installation est froide.
Pression
de
gonflage
Pression de gonflage 0,5 bar
Pression de gonflage 1 bar
Pression finale
Correspond à la pression maximale régnant dans l’installation à l’endroit du vase Flexcon.
Cette pression correspond à la pression de tarage de la soupape de sécurité Prescor, à
condition que la soupape de sécurité Prescor soit montée à la même hauteur que le vase
Flexcon et qu’aucune pompe ne soit montée entre le vase Flexcon et la soupape de sécurité
Prescor. La pression finale ne doit jamais dépasser la valeur maximale indiquée sur le vase.
Effet utile
Correspond au rapport entre la capacité brute et la capacité nette du vase.
Effet utile =
capacité nette
capacité brute
L’effet utile est déterminé par le rapport entre la pression de gonflage initiale et la pression
finale. Ce qui donne la formule suivante (loi de Boyle):
Effet utile =
pression finale - pression initiale
pression finale
Flamco Flexcon s.a.r.l.
BP 7173
Remarque: Les pressions sont exprimées en bars absolus.
95056 Cergy-Pontoise Cedex
Téléphone : 01 34 21 91 91
info@flamco.fr
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18501537
Edition 2005 / F
18501537 FR Vaten ber Expvat 24-01-2005 10:48 Pagina 2
CALCUL D'UN VASE FLEXCON
Flamco
Lorsque l’effet utile maximal d’un vase d’expansion à membrane est dépassé,
la membrane peut subir un effort de traction. Cela entraîne l'endommagement
voire même la rupture de la membrane.
Capacité en eau de l’installation
Correspond à la somme des capacités en eau de la source de chaleur, des radiateurs, des
conduites, etc., après remplissage intégral et purge de ceux-ci.
Augmentation du volume d’eau en %
Le tableau ci-dessous reprend les données concernant l’augmentation du volume d’eau
en pour cent lorsque sa température passe de 10 °C à 110 °C.
Accroissement de température
Augmentation de volume
10 - 40 °C
0,75%
10 - 50 °C
1,18%
10 - 60 °C
1,68%
10 - 70 °C
2,25%
10 - 80 °C
2,89%
10 - 90 °C
3,58%
10 - 100 °C
4,34%
10 - 110 °C
5,16%
Le graphique ci-dessous indique les chiffres pour les autres températures.
6
Augmentation de volume en %
5
4
3
2
1
0
10
20
30
40
50
60
70
Température en °C
80
90
100
110
120
Volume d’expansion
Le volume d’expansion se détermine comme suit:
Volume d’expansion = capacité totale en eau x augmentation de volume à la température
moyenne de chauffe.
Exemple: température de chauffe 90/70 °C (moyenne 80 °C) = 2,89%.
Facteur de sécurité
Il est recommandé d’ajouter un supplément de 25% au volume d’expansion calculé.
Capacité brute du vase Flexcon
La capacité brute du vase Flexcon se détermine comme suit:
capacité brute du vase Flexcon =
volume d’expansion x 1,25
effet utile
Température dans le vase Flexcon
La température maximale dans le vase Flexcon est de 70 °C en continu.
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Edition 2005 / F
18501537 FR Vaten ber Expvat 24-01-2005 10:48 Pagina 3
CALCUL D'UN VASE FLEXCON
Flamco
Théorie
Pression de service minimale
Certaines pompes de circulation requièrent une pression déterminée (1,0 bar
par exemple) dans leur conduite d’aspiration pour pouvoir fonctionner correctement.
Un grand nombre de chaudières de chauffage central sont protégées à une pression de
service minimale de 0,8 ou 1,0 bar. Si une telle pompe ou chaudière est montée dans une
installation de chauffage central avec une faible hauteur statique, il peut être envisagé
d’appliquer un vase d’expansion avec une pression de gonflage de 1,0 bar au lieu de 0,5 bar.
Cette pression de gonflage n’assure pas la présence d’une pression de service minimale
correspondante dans l’installation s'il n'y a plus d'eau dans le vase! Dans la section supérieure
de l’installation, le risque d’apparition d’une dépression lors du refroidissement, et donc
ultérieurement de problèmes d’air, est plus important en cas de pression de gonflage de
1,0 bar par exemple qu’en cas de pression de gonflage de 0,5 bar. Lorsque la pression
dans l’installation descend sous 1,0 bar, le vase d’expansion dont la pression de gonflage
est de 1,0 bar ne peut plus refouler de l’eau dans l’installation, étant donné qu’à ce
moment il n’y a plus d’eau dans le vase d’expansion! Il est donc important de toujours
maintenir une pression minimale dans l'installation plus élevée que la pression de gonflage
du vase d'expansion.
Note: Dans les situations où la chaudière du chauffage central et le vase d’expansion ne sont
pas montés à la même hauteur dans l’installation, la pression de service minimale dans la
chaudière du chauffage central est bien entendu de moindre importance.
Pression de remplissage
Afin d’éviter une dépression et des problèmes d’air, il est capital que le vase d’expansion ne
soit jamais "sec". Pour cette raison, Flamco recommande de remplir l’installation à froid à
une pression égale à la pression de gonflage du vase plus 0,2 à 0,3 bar (il va de soi que
l’appoint d’une installation à chaud doit être réalisé à une pression supérieure).
Une pression de remplissage erronée, trop élevée, peut déboucher sur des problèmes.
Si l’installation comprenant un vase avec une pression de gonflage de 0,5 bar est remplie
jusqu’à 2 bar au lieu de 0,8 bar, 30% de plus de la capacité brute est déjà consommée
(vis-à-vis du remplissage à 0,8 bar) avant que l’eau du chauffage central ne se dilate suite
à une augmentation de la température!
A=
(3,0 + 1) - (0,8 + 1)
B=
(3,0 + 1) - (2,0 + 1)
(3,0 + 1)
= 0,55 = 55%
= 0,25 = 25%
(3,0 + 1)
Différence de rendement (): 30%
Conclusion
Pour un calcul correct du vase d’expansion Flexcon à utiliser, Flamco propose toutes sortes
d’instruments: de la documentation technique, des disquettes de calcul et des programmes
informatiques.
Une pression de remplissage erronée, trop élevée, a une grande influence. Flamco recommande
de remplir l’installation à la pression correcte, de préférence 0,2 à 0,3 bar au-dessus de la
pression de gonflage du vase d’expansion Flexcon.
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CALCUL D'UN VASE FLEXCON
Flamco
Effet utile
Le tableau ci-dessous permet la lecture de l’effet utile, valable pour les différentes
pressions de gonflage et pressions finales.
Hauteur statique
en m
Approximation de la capacité
en eau de l’installation
Pression de gonflage
en bars
3.0
Pression finale en bars
6.0
10.0
5
0,5
0,62
-
-
10
1,0
0,50
-
-
15
1,5
0,38
-
-
20
2,0
0,25
0,57
-
25
2,5
0,13
0,50
-
30
3,0
-
0,43
-
35
3,5
-
0,36
0,59
40
4,0
-
0,29
0,55
45
4,5
-
0,21
0,50
50
5,0
-
-
0,45
55
5,5
-
-
0,41
60
6,0
-
-
0,36
Pour déterminer la capacité voulue du vase Flexcon, il faut calculer la capacité en eau de
l’installation. Si le calcul de la capacité en eau de l’installation n’est pas possible, celle-ci
peut être évaluée au moyen des chiffres suivants issus de l’expérience, sur la base d'un
régime de température 90/70 °C.
Installation de chauffage
central avec
Capacité d’eau en litres
pour 1,0 kW (860 kcal/h)
Convecteurs et/ou aérothermes
5,2
Installations de conditionnement
d’air
6,9
Radiateurs à panneaux
8,6
Radiateurs à colonnes
12,0
Plafonds rayonnants et/ou
chauffage par le sol
21,5
Systèmes de conduites étendus
(chauffage urbain)
25,8
La capacité en eau de l’installation peut s’évaluer en multipliant la puissance de l’installation
par les valeurs mentionnées dans le tableau. Le tableau porte sur des installations neuves.
Pour les installations plus anciennes, il est recommandé d’opter pour des valeurs plus
élevées.
Cette méthode est donnée à titre indicatif et ne constitue pas une garantie pour un
dimensionnement correct du vase d’expansion Flexcon adéquat.
Conversion des unités:
1,0 bar = 100 kPa = 100.000 Pa = 10 N/cm2 = 0,9869 atm. = 10,2 m CE (Colonne d'eau)
1,0 kW = 0,239 kcal/s = 859,86 kcal/h
1,0 kcal/s = 4,1868 kJ/s = 4,1868 kW
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CALCUL D'UN VASE FLEXCON
Flamco
Exemples de calcul de vases
d'expansion Flexcon
Exemple 1
Données
- contenance en eau
= 340 litres
- température de chauffe moyenne (90/70 °C) = 80 °C
- hauteur statique
=8m
- pression finale
= 3,0 bar
- le vase Flexcon et la chaudière sont placés en bas.
Calcul
Augmentation de volume en % = 2,89% ≈ 2,9%
340 x 2,9
= 9,86 litres
100
Plus réserve 25% = 9,9 x 1,25 = 12,4 litres
Volume d’expansion =
Effet utile =
(3,0 + 1) - (1,0 + 1)
= 0,50
(3,0 + 1)
Capacité brute requise du vase Flexcon =
12,4
= 24,8 litres
0,50
A sélectionner: un Flexcon 25/1,0.
Exemple 2
Données
- contenance en eau
= 7.000 litres
- température de chauffe moyenne (90/70 °C) = 80 °C
- hauteur statique
= 30 m
- pression finale
= 2,5 bar
- le vase Flexcon et la chaudière sont placés en haut.
Calcul
Augmentation de volume en % = 2,89% ≈ 2,9%
Volume d’expansion =
7.000 x 2,9
= 203 litres
100
Plus réserve 25% = 203 x 1,25 = 254 litres
Effet utile =
(2,5 + 1) - (0,5 + 1)
= 0,57
(2,5 + 1)
Capacité brute requise du vase Flexcon =
254
= 446 litres
0,57
A sélectionner: un Flexcon 600/0,5.
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CALCUL D'UN VASE FLEXCON
Flamco
Exemple 3
Données
- capacité en eau inconnue
- puissance de la chaudière
= 55 kW
- température de chauffe moyenne (90/70 °C) = 80 °C
- hauteur statique
= 12 m
- pression finale
= 3,0 bar
- le vase Flexcon et la chaudière sont placés en bas
- corps de chauffe: 100% radiateurs à panneaux.
Calcul
Approximation de la contenance en eau de l’installation = 55 x 8,6 = 473 litres
Augmentation de volume en % = 2,89% ≈ 2,9%
Volume d’expansion =
473 x 2,9
= 13,7 litres
100
Plus réserve 25% = 13,7 x 1,25 = 17,1 litres
Effet utile =
(3,0 + 1) - (1,5 + 1)
= 0,375
(3,0 + 1)
Capacité brute requise du vase Flexcon =
17,1
= 45,6 litres
0,375
A sélectionner: un Flexcon 50/1,5.
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