Éviter les dommages grâce à une eau de circulation de bonne qualité

Le calcaire et la corrosion réduisent l'efficacité du système de chauffage central

Les systèmes de chauffage modernes fonctionnent beaucoup plus efficacement qu'auparavant mais en même temps, ils se révèlent plus sensibles à la qualité de l'eau de circulation et de remplissage. Faites donc une faveur à votre client et veillez à ce que l'eau utilisée dans son système réponde aux exigences imposées par la directive.

Les fabricants en sont déjà bien conscients. En Allemagne, ils lient déjà d'éventuelles demandes de garantie à l'exigence que tous les paramètres pertinents tels que la dureté et le pH de l'eau se situent dans les limites fixées par la directive VDI 2035. Cela montre à quel point les dépôts de calcaire et la corrosion peuvent être néfastes.

Pourquoi une telle sensibilité?

L'époque des chaudières en fonte et des pompes surdimensionnées est révolue. En termes de dimensions, tout se joue avec précision, de nos jours. Par rapport au passé, les surfaces d'échange de chaleur, par exemple, sont beaucoup plus compactes.

Et avec un mélange de cuivre, d'acier ou d'acier inoxydable, nous utilisons aujourd'hui d'autres types de matériaux, ce qui modifie l'interaction chimique avec l'eau de circulation. En outre, l'aluminium est de plus en plus utilisé. Il faut donc être encore plus prudent, car ce métal a tendance à se corroder même à des pH légèrement alcalins.

En d'autres termes, les interventions qui ont permis d'accroître l'efficacité des chaudières et des échangeurs de chaleur modernes les rendent plus sensibles aux dépôts de calcaire, aux particules de saleté et à la corrosion.

Les dépôts de calcaire et la corrosion sont généralement cités comme les deux causes les plus fréquentes de dommages

Deux sources principales de dommages

Les dépôts de calcaire et la corrosion sont généralement cités comme les deux causes les plus courantes de dommages. Bien sûr, il y en a d'autres. Le cuivre est connu pour s'éroder.

En outre, les bulles de gaz nuisent également au transfert de chaleur et les bactéries, en particulier dans les systèmes à basse température (moins de 55°C), peuvent entraîner à la fois une réduction du transfert de chaleur et une corrosion microbiologique (MIC) par la formation d'un biofilm. Mais dans ce qui suit, nous nous concentrerons sur les deux principaux responsables.

Dépôts de calcaire

Ce premier problème majeur est causé par une concentration excessive d'ions magnésium et calcium dissous dans l'eau, une valeur exprimée par la dureté de l'eau. Sous l'effet de la chaleur, ces ions se transforment en calcaire. C'est alors que les problèmes commencent vraiment.

Chaque millimètre de dépôt de calcaire entraîne une diminution du transfert de chaleur pouvant aller jusqu'à 10%. Parfois, le calcaire s'accumule même au point de provoquer des fissures de tension dues à la surchauffe. Comme la chaleur déclenche tout ce processus, les zones où les températures du système de chauffage sont les plus élevées sont les plus menacées par les dépôts de calcaire. En d'autres termes, au niveau de l'échangeur de chaleur.

corrosion

La corrosion est tout aussi dommageable que le calcaire pour un système de chauffage. Ce phénomène provoque des petits trous et entraîne donc des coûts de réparation. Il a plusieurs causes. Un pH incorrect, par exemple, ou la présence dans l'eau de sels tels que le sulfate et le chlorure. Ceux-ci augmentent la conductivité et donc le risque de corrosion.

VDI 2035

La directive VDI 2035 est une directive allemande qui traite de la prévention des dommages aux systèmes de chauffage lorsque la température du fluide reste inférieure à 100°C. Cette directive énumère les valeurs limites pour les différents paramètres qui ont un impact sur la qualité de l'eau.

En Allemagne, cette directive est déterminante en cas de demande de dommages et intérêts. En tant qu'installateur, il est de votre responsabilité de maintenir ces paramètres dans les limites indiquées afin de garantir un fonctionnement sans problème du système de chauffage sur une longue période et une efficacité maximale.

Dureté de l'eau

Pour éviter les dépôts de calcaire, il est préférable de contrôler la dureté totale de l'eau de remplissage et/ou d'appoint. Si les valeurs se situent en dehors des limites, vous pouvez, par exemple, opter pour une déminéralisation.

Dans un processus classique d'adoucissement par échange de cations, le calcium et le magnésium sont remplacés par du sodium.

Il existe également des systèmes qui vont encore plus loin et qui extraient de l'eau d'autres sels tels que le nitrate, le sulfate et le chlorure. Dans la norme VDI, en fonction du rendement thermique total et du volume du système, vous trouverez les valeurs indicatives suivantes pour la dureté de l'eau.

Guide

Alors que la dureté a principalement un impact sur la formation de calcaire, une faible conductivité réduira le risque de corrosion. En fait, la conductivité est une mesure de la salinité ou de la minéralisation de l'eau. La directive VDI prescrit deux recommandations différentes à cet égard: l'une avec une faible teneur en sel et l'autre avec une forte teneur en sel.

Cette dernière ne s'applique que si l'on est sûr que le système est exempt d'oxygène. Dans ce cas, une conductivité plus élevée n'est pas nécessairement un problème.

Mais comme on ne peut généralement jamais exclure complètement cette possibilité dans les systèmes de chauffage modernes (par exemple, en raison de l'utilisation fréquente de raccords à sertir avec de nombreux joints), il est de toute façon préférable d'utiliser une valeur indicative inférieure à 100 µS/cm.

Des recherches ont également montré qu'avec de l'eau à faible teneur en sel (< 100 µS/cm), il peut y avoir cinq fois plus d'oxygène pour une même vitesse de corrosion.

Teneur en oxygène

L'oxygène est considéré comme l'une des plus importantes, voire la principale source de corrosion des métaux. Il pénètre dans le système par l'intermédiaire de l'air, qui est aspiré par les tuyaux sous pression et les vases d'expansion en cas de basse pression.

Idéalement, la teneur en O₂ devrait être inférieure à 0,02 mg/l. Cependant, pour mesurer la teneur en oxygène, il faut disposer d'un équipement de mesure coûteux, tandis que la valeur mesurée ne donne qu'une idée de la quantité d'oxygène à l'endroit où elle est mesurée. C'est pourquoi la norme se limite à quelques conseils pour empêcher l'oxygène de pénétrer dans le système de manière continue.

Valeur du pH

La valeur du pH indique le degré d'acidité ou d'alcalinité de l'eau. La limite exacte dépend des métaux présents, car ils réagissent chimiquement de manière différente. Les alliages d'aluminium y sont particulièrement sensibles. D'où les valeurs limites spécifiques.

Dispositifs de traitement de l'eau

Pour savoir s'il y a un problème, il faut d'abord vérifier la situation. La conductivité, le pH et le taux d'O₂ peuvent être mesurés sur place à l'aide de sondes de mesure portables. Dans le cas de la corrosion induite par les microbes (MIC), les choses sont un peu plus complexes.

Les kits de test BART (Biological Activity Reaction Test) ne donnent une réponse définitive sur le type de bactérie qui se cache dans le système de chauffage qu'après une bonne semaine d'incubation. Si les résultats des mesures des différents tests indiquent des problèmes, il faut bien sûr prendre des mesures correctives. Il existe des dispositifs pour traiter l'eau de remplissage, l'eau d'appoint et l'eau de circulation.

Dans la plupart des cas, l'eau de remplissage est acheminée par un dispositif mobile d'OI (osmose inverse) qui s'arrête automatiquement lorsque l'installation est remplie. Il s'agit souvent d'un pressostat.

Une petite cartouche de résine, remplie d'un certain type de résine pour adoucir ou déminéraliser en fonction de la qualité de l'eau, est placée sur la ligne pour l'eau d'appoint – dans une installation qui fonctionne bien, cela représente < 1% du volume du système par an.

Le dispositif d'osmose inverse et les cartouches de résine ont également une fonction d'information en plus d'une notification d'alarme. Enfin, pour le dessalement en ligne de l'eau de circulation, on place une cartouche de résine en inox en dérivation.

Que faire en cas de problème?

En fait, il existe deux solutions possibles pour remédier à un problème de calcaire et/ou de corrosion dans une usine. En cas de contamination limitée, une intervention en ligne – c'est-à-dire sans arrêter l'installation – est possible. En cas de contamination plus importante, un nettoyage complet est nécessaire, après quoi le système peut être rempli à nouveau avec de l'eau traitée de manière adéquate.

Nous allons nous pencher sur ces deux options.

Vidange de l'installation

Si l'installation contient de l'eau et des boues fortement contaminées, vous n'avez guère d'autre choix que de la vidanger complètement et de la remplir à nouveau. Après la vidange, la première opération est un nettoyage qui consiste à faire circuler un acide qui élimine tout le calcaire et les oxydes métalliques présents.

Si l'installation contient de l'eau de système et des boues fortement contaminées, vous n'avez guère d'autre choix que de la vider complètement, de la nettoyer et de la remplir à nouveau

Ce n'est qu'ensuite que l'installation peut être remplie à nouveau avec de l'eau du robinet filtrée, passée à travers un dispositif à membrane OI ou un dispositif à résine pour la déminéralisation ou l'adoucissement, en fonction de la composition de l'eau du robinet.

Dessalement en ligne

Dans la mesure du possible, le traitement en ligne est préférable, car il n'est pas nécessaire d'arrêter l'installation. Le traitement commence par une dérivation temporaire sur le tuyau de retour. L'eau de l'installation passe ensuite par un filtre fin de 25 µm pour filtrer les particules solides.

L'eau traverse ensuite un lit de résine mixte dans une cartouche de déminéralisation résistante à la chaleur pour éliminer tous les sels dissous. Divers capteurs mesurent entre-temps la conductivité et le débit, et commandent la pompe interne ainsi que la vanne magnétique, ce qui permet d'arrêter le traitement lorsque les valeurs fixées sont atteintes.

Avec la collaboration de BWT Belgium, perma-trade et Spirotech