Pas d'installation efficace sans séparateurs d'air

Un rendement optimisé grâce aux désaérateurs

L'air est préjudiciable au fonctionnement, à l'efficacité et à la durée de vie des systèmes de chauffage central. C'est pourquoi les séparateurs d'air, ou purgeurs, sont essentiels dans toute installation. Ils évacuent l'air du système et empêchent l'oxygène de corroder les tuyaux et les radiateurs, de s'accumuler dans le circuit et d'occasionner des bruits gênants. Il existe différents types de séparateurs d'air sur le marché, à choisir en fonction de leur fonction et de leur domaine d'application.

dangers

L'oxygène, ou en d'autres termes l'air, fait rarement bon ménage avec le circuit de chauffage central. Il en diminue l'efficacité, augmente les coûts de maintenance et limite la durée de vie de l'installation.

accumulation d'air

Les bulles d'air dans l'écoulement de l'eau s'accumulent au fil du temps. Cela se produit, entre autres, dans les corps de chauffe. Les radiateurs dans lesquels l'air s'est accumulé peuvent dégager moins de chaleur. L'air isole et agit comme un frein sur le transfert de chaleur et donc sur l'efficacité du système.

Bruits parasites

L'air qui circule dans le système peut provoquer des bruits de bulles et de gargouillis. Dans les radiateurs surtout, cela peut vite devenir gênant pour les utilisateurs.

corrosion

Le métal s'oxyde lorsqu'il entre en contact avec l'air (en particulier l'oxygène) dans l'eau. Il en résulte de la rouille, qui endommage les tuyaux et les radiateurs, mais aussi des particules métalliques qui se promènent dans l'installation (voir Partie 1: Séparateurs de saleté). Ces particules recherchent les champs magnétiques des pompes, des valves et des vannes de contrôle et y causent des problèmes.

Dommages aux pompes de circulation

La présence d'air dans l'installation peut également endommager le circulateur. Si les pales de la pompe de circulation, qui sont spécialement conçues pour faire circuler l'eau entre la chaudière et les radiateurs, sont confrontées à des bulles d'air, la pompe tombe en panne (à cause de la cavitation).

causes

L'air dans une installation de chauffage est difficile à prévenir. Les causes sont diverses.

Au départ

Une fois l'installation mise en place, on la remplit d'eau. Concrètement, cela signifie que l'air fait place à l'eau. De l'air peut rester dans l'installation (par exemple dans les coudes). En outre, il y a également des bulles d'air dans l'eau (l'air est dissous dans l'eau).

Lorsque vous faites l'appoint

Il peut être nécessaire de faire l'appoint d'eau dans l'installation de chauffage (par exemple, l'eau dont l'oxygène a été extrait se rétracte). Même si le circuit est interrompu en raison de réglages et d'entretien (par exemple, lors du remplacement d'un vase d'expansion), l'installation doit être à nouveau remplie par la suite.

microfuites

Les fuites, par exemple dans les raccords et les tuyaux en plastique, permettent des infiltrations d'air dans l'installation.

Mauvaise prépression

Si le volume d'expansion ou la prépression a été mal calculé, une pression négative peut se produire dans l'installation, ce qui entraîne une aspiration de l'air dans l'installation (par exemple, via des évents automatiques).

Lois physiques

Comme la loi de Henry qui stipule que dans les circuits des installations de chauffage, il y a une formation et une dissolution continues de microbulles d'air.

purgeur à flotteur

rôle

Presque toutes les installations sont fournies avec un flotteur (sauf sur certaines installations domestiques). La fonction principale du purgeur à flotteur avec désaérateur est d'évacuer l'air lors du remplissage de l'installation. Le purgeur est installé au point le plus haut de l'installation, sachant que l'air monte. L'air présent est automatiquement évacué par la pression de l'installation. Une fois l'installation remplie, le purgeur à flotteur élimine les bulles d'air flottant librement dans l'installation.

fonctionnement

Le purgeur à flotteur se compose d'un corps en laiton ou en plastique avec un flotteur et une vanne de désaération. Une partie du désaérateur (c'est-à-dire le brise-bulle) est suspendue dans le tuyau. Le brise-bulle permet d'éviter qu'une bulle ne reste dans le petit tuyau de raccordement du purgeur à flotteur en raison de l'action capillaire du petit trou. Si aucune bulle n'est piégée, le flotteur flotte sur le niveau d'eau et maintient la valve d'air fermée.

Lorsqu'une bulle d'air est capturée, elle s'élève au-dessus du flotteur. Les bulles d'air s'accumulent et font baisser le niveau de l'eau, ce qui fait également baisser le flotteur. Cela ouvre la valve d'air et l'air collecté peut s'échapper. Le niveau d'eau remonte et la vanne d'air se referme. Ce processus est répété jusqu'à ce que toutes les bulles d'air libres aient disparu de l'eau.

Types

Les purgeurs à flotteur sont disponibles en plusieurs tailles. La taille est déterminée par la pression de l'installation (par exemple 3 bars) et le nombre de litres par minute (par exemple 25 l/min) qui passent par le purgeur. Outre les purgeurs à flotteur automatiques, qui éliminent automatiquement l'excès d'air via la vanne d'air, il existe également des purgeurs à flotteur manuels sur le marché. La version manuelle (la purge se fait à l'aide d'une clé) est utilisée dans les applications solaires. La valve reste fermée à moins que quelqu'un ne l'ouvre manuellement. De cette façon, la pression de l'installation solaire ne peut pas s'échapper involontairement par l'aération.

Des évents automatiques pour les installations solaires sont également disponibles. L'air séparé doit ensuite être évacué régulièrement en ouvrant la vanne à bille. Les purgeurs à flotteur dans les applications solaires sont généralement équipés d'une vanne d'arrêt sous le purgeur. Cette valve empêche la vapeur d'endommager irrémédiablement l'évent du flotteur. En outre, il existe des purgeurs à flotteur qui se ferment automatiquement si la température de l'eau devient trop élevée. Il existe également des modèles qui peuvent être raccordés directement à un radiateur avec un raccordement latéral à l'un des bouchons du radiateur.

Remarques

• Si la pression de l'installation diminue, le purgeur à flotteur peut perdre sa fonction (aération).
• Des fuites sont possibles si le flotteur est bloqué. Des bagues d'étanchéité spéciales sont disponibles sur le marché à cet effet. Si la bague d'étanchéité entre en contact avec l'eau, elle se dilate et ferme le purgeur. Le système de désaération ne fonctionne alors plus. Pour éviter un tel blocage, il existe sur le marché des purgeurs d'air offrant un espace plus important entre le niveau de l'eau et la valve de purge.

Application

Les purgeurs à flotteur conviennent aux systèmes fermés de chauffage et de refroidissement dans les applications résidentielles et industrielles.

CONSEILS D'INSTALLATION

Il est préférable d'installer le purgeur à flotteur au point le plus élevé de l'installation. Cette opération doit être effectuée sur un tuyau horizontal et non dans les coudes. L'évent du flotteur peut ne pas être isolé. L'entretien ne peut être effectué que lorsque le système a refroidi. Certains modèles utilisent un joint spécial (par exemple, un manchon de soupape), ce qui permet de ne pas dépressuriser la canalisation avant de la retirer.

séparateur de MICROBULLES

rôle

Un séparateur de microbulles fait ce que le purgeur à flotteur ne peut pas faire, à savoir éliminer les microbulles qui circulent avec l'installation. Celles-ci sont beaucoup plus petites et plus difficiles à capturer que les bulles d'air flottant librement. Le purgeur fonctionne selon deux lois de William Henry (loi de Henry):

• Plus la température de l'eau est élevée, plus il est facile d'éliminer l'oxygène de l'eau. Lorsque la température augmente, l'air dissous dans l'eau est libéré.
• Plus la pression est faible, plus il est facile d'éliminer l'oxygène de l'eau. Lorsque la pression baisse, l'air dissous s'échappe. Lorsque l'eau se refroidit et que la pression augmente, les bulles d'air présentes sont réabsorbées par l'eau.

Sur la base de la loi de Henry, le séparateur d'air est installé là où l'eau est la plus chaude. Dans une installation de chauffage, il se trouve après la chaudière sur le tuyau de départ. Le corps du séparateur étant plus grand que la circonférence du tuyau, on obtient également une réduction de la vitesse de l'eau (et une égalisation de la pression). La température élevée et la faible vitesse de l'eau créent les conditions idéales pour que le séparateur d'air capture les petites bulles d'oxygène et les rejette à l'extérieur.

fonctionnement

Le tuyau de départ arrive dans le séparateur de microbulles. Le séparateur se compose d'un corps en laiton, en acier ou en plastique avec flotteur, d'une valve d'évent et d'un noyau spécialement conçu pour obtenir une séparation optimale de l'air et des microbulles (par exemple, un noyau constitué d'anneaux métalliques ou d'une structure en forme de filet). L'eau arrive dans le purgeur à une température élevée et sa vitesse diminue. Les microbulles se fixent sur le noyau métallique du séparateur d'air. En raison de la coalescence, les petites bulles d'air s'assemblent pour former de plus grandes bulles d'air ayant une flottabilité suffisante. Les bulles d'air montent au-dessus du flotteur, le poussent vers le bas et le niveau d'eau baisse. Cela ouvre automatiquement la valve d'évacuation d'air et l'air collecté peut être évacué.

Après la vidange, le niveau d'eau remonte et la vanne se referme. L'eau qui quitte le séparateur est (en grande partie) désoxygénée. L'eau dégazée traverse l'installation et emporte avec elle les bulles d'air restantes. Au final, l'eau non saturée d'air absorbe l'oxygène restant dans l'installation.

Outre les séparateurs d'air traditionnels, divers fabricants les ont également conçus dans des formes plus compactes. Ainsi, le fonctionnement de ces séparateurs d'air est également différent. Ces installations compactes contiennent un élément spécial qui dirige une partie du débit volumique vers la chambre de ventilation. Là, le liquide s'écoule plus lentement et est réparti dans les chambres secondaires par des valves. Ici, des turbulences sont créées, entraînant la séparation des bulles d'air dans le flux et leur rassemblement au fond de la chambre. Ensuite, ces bulles d'air flottent à côté du flotteur via des canaux de drainage.

Types

Les séparateurs d'air à microbulles sont disponibles en plusieurs modèles (pour le raccordement à des canalisations horizontales et/ou verticales) et tailles. Le modèle (résidentiel ou industriel) est choisi en fonction du diamètre du tuyau. Les séparateurs d'air standard sont conçus pour un débit nominal allant jusqu'à 1,5 m/s. En cas de vitesses d'eau plus élevées, des séparateurs d'air avec un plus grand diamètre de connexion sont fournis ou des versions spéciales sont disponibles sur le marché. Par exemple, pour les petites installations équipées de pompes rapides qui peuvent atteindre des vitesses d'eau élevées (jusqu'à 3 m/s), on utilise des séparateurs d'air qui recueillent une partie du flux d'eau et éliminent les bulles d'air qui sont entraînées.

Les séparateurs d'air dotés d'un corps plus large peuvent également traiter des vitesses d'eau plus élevées. Dans les séparateurs d'air pour installations solaires, la chambre à air est généralement purgée manuellement en ouvrant la vanne d'arrêt de l'évent (pour éviter que la vapeur ne soit soufflée).

Notes

• Les séparateurs d'air à microbulles fonctionnent mieux lorsque la température de l'eau est élevée. Dans les installations à basse température, le séparateur d'air est moins efficace.
• Si la pression dans l'installation est trop élevée (par exemple en raison d'une accumulation), le purgeur ne fonctionne pas aussi bien.
• Les purgeurs peuvent provoquer une chute de pression, ce qui oblige la pompe de circulation à travailler davantage et réduit l'efficacité de l'installation.

Application

Les séparateurs d'air conviennent aux circuits fermés de chauffage et de refroidissement. Ils sont principalement utilisés dans les installations résidentielles. Il existe également des purgeurs sur le marché pour les applications industrielles.

CONSEILS D'INSTALLATION

Les séparateurs de microbulles sont installés de préférence directement après la chaudière ou la vanne de mélange dans la conduite d'écoulement, de préférence avant la pompe de circulation. Le séparateur doit être monté verticalement (pour que le niveau d'eau soit correct) et bien isolé (trop de chaleur serait perdue). La conduite sur laquelle il est installé doit être dépressurisée et refroidie avant le démontage (pour que le système puisse continuer à fonctionner en cas d'inspection ou de remplacement, le séparateur peut être monté entre deux vannes et avec une conduite de dérivation).

séparateur sous vide

rôle

Un séparateur sous vide, contrairement à un purgeur, ne dépend pas de la température de l'eau dans l'installation et convient donc parfaitement aux installations présentant de faibles différences de température entre l'alimentation et le retour. La pression d'installation n'a pas d'importance non plus.

Le séparateur sous vide fonctionne en effet selon la loi de la pression de Henry: lorsque la pression baisse, l'air dissous s'échappe de l'eau. Le système de séparation prélève une partie de l'eau de l'installation et la dépressurise temporairement. En tirant l'eau sous vide, le séparateur détache et élimine l'air dissous. Il renvoie ensuite l'eau appauvrie en oxygène vers l'installation. Un séparateur sous vide ne fait pas partie de l'installation de chauffage, mais se trouve à côté de celle-ci et peut être raccordé à presque n'importe quel endroit de l'installation.

fonctionnement

Le séparateur sous vide se compose d'un réservoir à vide avec désaérateur et pompe(s). Lorsqu'il n'est pas utilisé, le réservoir à vide est complètement rempli d'eau et la pression est partout égale à celle de l'installation. Lorsque le contrôleur donne l'ordre de dégazer (l'unité démarre à une heure définie par l'utilisateur et répète le dégazage toutes les x minutes), la pompe est lancée. La pompe pompe le liquide du réservoir dans l'installation. En arrêtant le débit (qui est contrôlé par une électrovanne) dans le réservoir (ou en s'assurant que la pompe aspire plus d'eau qu'elle n'en fournit), le niveau d'eau dans le réservoir baisse.

Grâce au clapet anti-retour de l'évent, une sous-pression (vide) est créée dans le réservoir. L'air est libéré (par la chute de pression et en plus (parfois) par l'utilisation d'un noyau, par exemple des anneaux métalliques) et s'accumule au-dessus du niveau d'eau dans le réservoir. La pression du système (c'est-à-dire la différence de pression entre le réservoir et le système) fait que le réservoir se remplit d'eau. L'air est poussé vers l'extérieur par l'eau qui monte, à travers l'évent. Et le processus peut recommencer. La pompe pompe le liquide (dégazé) dans l'installation, un vide est créé, l'eau est dégazée et l'eau de l'installation est fournie pour pousser l'oxygène vers l'extérieur par l'évent. L'eau désoxygénée absorbe (comme dans le cas des séparateurs) l'oxygène restant dans l'installation.

types

Les séparateurs sous vide sont disponibles en différents types et tailles. Le modèle est choisi en fonction de la pression de fonctionnement du système et de la capacité du réservoir de l'installation (qui détermine le liquide traité en l/h). Grâce à un système de contrôle entièrement électronique, les dégazeurs sous vide offrent de nombreuses possibilités de lecture des informations du système. Des paramètres tels que la pression de remplissage, l'heure de démarrage, la pression de l'installation et le temps de fonctionnement peuvent être réglés et transmis au système de gestion des bâtiments.

Les séparateurs sous vide peuvent être livrés avec une fonction de recharge automatique. Ces versions surveillent en permanence la pression de l'installation (avec un capteur de pression intégré) et commencent le remplissage (fluide dégazé) dès que la pression descend en dessous de la valeur de consigne.

note

En raison de leur coût, les séparateurs sous vide ne sont pas adaptés aux petites installations résidentielles, mais ils peuvent offrir une solution dans les installations où l'accumulation d'air pose problème.

application

Les séparateurs sous vide sont adaptés aux systèmes fermés de chauffage et de refroidissement. Ils sont principalement utilisés dans les grandes applications résidentielles, commerciales et industrielles.

CONSEILS D'INSTALLATION

Les séparateurs sous vide doivent être installés dans un endroit de niveau, à l'abri des vibrations, de la chaleur et du gel. Pendant le montage et le démontage, travaillez avec des connexions dépressurisées et refroidies. Il est recommandé d'installer l'unité en dérivation sur le circuit principal de l'installation.