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18501628 B-WA pdf Broch 0 - Flamco

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METHODE DE CALCUL CONFORME SAPC 17<br />

<strong>Flamco</strong><br />

Introduction<br />

La notice explicative numéro 17 de la SAPC (méthode de calcul de la capacité de vases<br />

d'expansion d'installations de chauffage central et de réfrigération) a été établie par le<br />

Service des Applications Physiques et des Contrôles de la régie des Bâtiments (Ministère des<br />

Travaux Publics) dans le but d'uniformiser la méthode de calcul de la capacité des vases<br />

d'expansion. Le présente notice explicative se réfère aux directives DIN.<br />

Pour procéder au calcul de la capacité des vases d'expansion selon la méthode<br />

classique, de même que pour avoir un aperçu de l'information technique relative à<br />

l'ensemble du programme de livraison des vases d'expansion Flexcon, nous vous<br />

prions de vous reporter aux brochures et fichiers PDF <strong>Flamco</strong> existante.<br />

Nous attirons l'attention sur le fait que les tableaux de capacité qui figurent dans ces brochures<br />

et fichiers PDF ne doivent pas être utilisés pour le calcul des vases d'expansion selon la<br />

méthode SAPC.<br />

Dans la présente fichier PDF, nous nous limitons au calcul de la capacité des vases d'expansion<br />

selon la notice explicative numéro 17 de la SAPC (à utiliser pour les projets destinés à la régie<br />

des Bâtiments ainsi que pour les projets dont le cahier de charges spécifie la nécessité<br />

d'effectuer les calculs selon la méthode de calcul SAPC). L'utilisation de cette méthode<br />

aboutit en règle générale à des vases d'expansion d'un volume plus important que lorsque<br />

le calcul a été effectué suivant la méthode classique.<br />

Il convient de souligner l'importance de l'exactitude du calcul de la capacité d'un vase<br />

d'expansion. Les vases d'expansion constituent en effet des équipements de sécurité<br />

montés sur des circuits fermés. L'absence de réserve lors du dimensionnement des systèmes<br />

d'expansion est souvent la cause d'incidents de fonctionnement (dépression et infiltration d'air<br />

lors du refroidissement, ouverture des soupapes de sûreté lors de la montée en température)<br />

et de dommages pour l'installation (entre autres corrosion et avaries de pompe).<br />

Si vous le désirez, nous sommes également en mesure de vous calculer la capacité d'un vase<br />

d'expansion adapté à votre installation.<br />

Caractéristiques de la méthode<br />

de calcul SAPC<br />

● Le calcul est effectué à partir du coefficient de dilatation à la température de départ de la<br />

chaudière.<br />

● Au volume d'expansion ainsi calculé est ajouté une réserve égale à 1% du volume total<br />

d'eau contenu dans l'installation.<br />

● Lors du calcul du rendement d'un vase d'expansion à pression variable, il est toujours pris<br />

en compte une marge de sécurité de 0,5 bar entre la pression finale atteinte dans le vase<br />

d'expansion et la pression de tarage de la soupape de sûreté.<br />

La pression initiale prise en compte pour le calcul correspond à la pression statique + 0,3 bar.<br />

Tous les vases d'expansion Flexcon satisfont aux spécifications de la fiche de<br />

devis-type 105, édition 90, art. C5.<br />

<strong>Flamco</strong><br />

Buro & Design Center<br />

Esplanade Heysel 1 B 31<br />

1020 Bruxelles<br />

Téléphone: 02 4760101<br />

info@flamco.be<br />

<strong>18501628</strong> Edition 2005 / B<br />

1


METHODE DE CALCUL CONFORME SAPC 17<br />

<strong>Flamco</strong><br />

Détermination d'un vase<br />

d'expansion Flexcon à<br />

pression variable<br />

(à volume d'air constant)<br />

Le calcul de la capacité d'un vase d'expansion Flexcon à pression variable s'effectue en trois<br />

étapes. La première étape consiste à calculer le volume d'expansion à recueillir, la deuxième<br />

étape détermine le rendement en volume et le troisième étape consiste à calculer le volume<br />

du vase d'expansion à offrir.<br />

Les concepts suivants sont d'une importance capitale pour le choix correct d'un vase<br />

d'expansion Flexcon. Il convient de préciser que toutes les pressions indiquées ci-après sont<br />

des pressions relatives.<br />

Capacité en eau de l'installation C i<br />

Cette capacité correspond à la somme des capacités en eau de la chaudière, des radiateurs,<br />

des conduites, etc ..., après remplissage intégral et purge de l'air contenu dans l'installation.<br />

S'il n'est pas possible de procéder au calcul précis de la capacité totale de l'installation,<br />

celle-ci peut être évaluée avec une bonne approximation à l'aide des indications du tableau<br />

suivant.<br />

Installation de chauffage<br />

central avec<br />

Capacité en litres<br />

pour 1,0 kW<br />

pour 1,165 kW<br />

(860 kcal/h) (1.000 kcal/h)<br />

Convecteurs et/ou aérothermes 5,2 6<br />

Installateurs de conditionnement<br />

d'air 6,9 8<br />

Radiateurs à panneaux 8,6 10<br />

Radiateurs à colonnes 12,0 14<br />

Plafonds rayonnants et/ou<br />

chauffage par le sol 21,5 25<br />

Systèmes de conduite étendus<br />

(chauffage urbain) 25,8 30<br />

Fiche de calcul de la capacité en eau de l’installation<br />

Projet:<br />

Réseau de conduites Capacité l/m m l<br />

DN 15 ( 1 ⁄2) 00,20<br />

DN 20 ( 3 ⁄4) 00,37<br />

DN 25 (1) 00,58<br />

DN 32 (1 1 ⁄4) 01,01<br />

DN 40 (1 1 ⁄2) 01,37<br />

DN 50 (2) 02,21<br />

DN 65 03,90<br />

DN 80 05,30<br />

DN 100 9,0<br />

DN 125 13,60<br />

DN 150 20,00<br />

DN 200 33,60<br />

DN 250 53,20<br />

DN 300 71,50<br />

DN 350 90,50<br />

Chaudière(s)<br />

Corps de chauffe<br />

Divers<br />

<strong>18501628</strong> Edition 2005 / B<br />

TOTAL<br />

2


METHODE DE CALCUL CONFORME SAPC 17<br />

<strong>Flamco</strong><br />

● Volume d'expansion V ep<br />

Ce volume est égal au produit de la capacité totale de l'installation C i par le coefficient de<br />

dilatation C e correspondant à la température maximale de chauffe de l'installation.<br />

Sur les installations de chauffage central, la température maximale de chauffe correspond<br />

à la température à laquelle l'eau quitte la chaudière (le plus souvent 90 °C).<br />

Sur les installations de réfrigération cette température de chauffe maximale correspond à la<br />

température ambiante maximale atteinte (le plus souvent environ 30 °C).<br />

Coefficients de dilatation de l'eau<br />

Accroissement de température<br />

Augmentation de volume<br />

10 - 30 °C 0,43%<br />

10 - 35 °C 0,60%<br />

10 - 40 °C 0,75%<br />

10 - 50 °C 1,18%<br />

10 - 60 °C 1,68%<br />

10 - 70 °C 2,25%<br />

10 - 80 °C 2,89%<br />

10 - 90 °C 3,58%<br />

10 - 100 °C 4,34%<br />

10 - 110 °C 5,16%<br />

Remarque: Ces valeurs s'appliquent à l'eau pure. En cas d'addition d'autres agents (anti-gel<br />

par exemple), il convient d'appliquer d'autres valeurs.<br />

● Réserve d'eau théorique R t<br />

Cette réserve d'eau est fixée à 1% de la capacité totale de l'installation et doit s'ajouter au<br />

volume d'expansion calculé. Elle sert à compenser entre autres les petites fuites d'eau.<br />

● Volume net V n<br />

Le volume net correspond à la somme du volume d'expansion V ep et de la réserve d'eau<br />

théorique R t . Il correspond donc à la quantité minimale d'eau que le vase d'expansion<br />

choisi doit être en mesure de recueillir.<br />

● Capacité utile V u<br />

Correspond à la quantité d'eau que le vase d'expansion choisi en définitive est en mesure<br />

de recueillir (est au moins égal à V n ).<br />

● Réserve d'eau réelle R r<br />

Correspond à la réserve d'eau réelle que le vase d'expansion est en mesure de recueillir<br />

(R r = V u – V ep ).<br />

● Hauteur d'eau statique p h<br />

Correspond à la hauteur de l'installation, entre le raccord du vase Flexcon et le point le plus<br />

élevé de l'installation. Elle est mesurée en mètres de colonne d'eau (1 mCE = 0,1 bar).<br />

● Pression de gonflage du vase Flexcon p g<br />

Correspond à la pression mesurée sur le coussin d'azote, à l'état libre et à la température<br />

ambiante. Cette pression est choisie pour être égale à la pression statique p h + 0,3 bar.<br />

Dans le cas des chaudières installées en toiture ou de bâtiments ne comportant qu'un seul<br />

niveau, il se peut qu'il soit nécessaire d'adapter p g en fonction de la hauteur d'aspiration<br />

du circulateur ou de la pression minimale de fonctionnement de la chaudière.<br />

● Pression finale p f<br />

Correspond à la pression mesurée à la hauteur du vase d'expansion lorsque l'ensemble de<br />

l'installation a atteint sa température maximale d'équilibre.<br />

Le vase d'expansion a alors recueilli le volume utile V u .<br />

<strong>18501628</strong> Edition 2005 / B<br />

3


METHODE DE CALCUL CONFORME SAPC 17<br />

<strong>Flamco</strong><br />

● Pression de tarage des soupapes de sûreté p s<br />

Les soupapes de sûreté doivent être réglées à une pression dite de tarage de telle manière<br />

qu'aucun point de l'installation ne puisse être soumis à une pression supérieure à la pression<br />

maximale admissible en ce point.<br />

Pour éviter une ouverture intempestive des soupapes de sûreté, il est convenu de fixer la<br />

pression finale suivant la formule suivante: p f = p s – 0,5 bar.<br />

Il se peut toutefois qu'il existe une différence de pression entre le point de raccordement du<br />

vase d'expansion et la soupape de sûreté, sous l'influence par exemple d'une différence<br />

de hauteur ou de la présence d'un circulateur.<br />

Cette différence doit alors être prise en compte lors de la détermination de p f .<br />

● Effet utile ou rendement en volume F p<br />

Cette valeur correspond au rapport entre la capacité utile du vase V u et la capacité brute<br />

du vase d'expansion considéré. Ce rendement en volume est déterminé en fonction de la<br />

pression de gonflage p g et de la pression finale p f au niveau du vase d'expansion et se<br />

calcule à l'aide de la formule suivante:<br />

(p f 1) – (p g 1)<br />

F p = –––––––––––––––<br />

(p f 1)<br />

Ce faisant, il convient de tenir compte du fait que certains vases d'expansion peuvent offrir<br />

un rendement en volume limité inhérent à des conditions particulières (dimensions des<br />

emplacements, ...).<br />

Tableau des rendements en volume<br />

Le tableau ci-dessous permet de lire l'effet utile calculé selon la notice SAPC 17.<br />

Ce tableau ne tient pas compte d'une éventuelle différence de pression entre le point de<br />

raccordement du vase d'expansion et les soupapes de sûreté inhérentes par exemple à une<br />

différence de hauteur ou à la présence d'un circulateur.<br />

Pression de gonflage p g<br />

bar<br />

p s = 3 bar p s = 4 bar p s = 5 bar p s = 6 bar<br />

p f = 2,5 bar p f = 3,5 bar p f = 4,5 bar p f = 5,5 bar<br />

0,5 0,57 0,66 - -<br />

1,0 0,42 0,55 0,63 0,69<br />

1,5 0,28 0,44 0,54 0,61<br />

2,0 - 0,33 0,45 0,53<br />

2,5 - 0,22 0,36 0,46<br />

3,0 - - 0,27 0,38<br />

● Capacité totale nécessaire du vase V tt<br />

V n<br />

V tt = —–<br />

F p<br />

● Contenu total réel d'eau V tr<br />

Correspond à la capacité du vase d'expansion choisi.<br />

● Réserve d'eau réelle R r<br />

R r = (V tr F p ) V ep<br />

● Pression de tarage de l'installation p i<br />

Indique la pression de remplissage de l'installation à froid.<br />

V tr (p g 1)<br />

p i = ——————<br />

V tr R r<br />

<strong>18501628</strong> Edition 2005 / B<br />

4


METHODE DE CALCUL CONFORME SAPC 17<br />

<strong>Flamco</strong><br />

Exemples de calcul Exemple 1<br />

- Le circulateur est monté sur la conduite de départ.<br />

- Le vase d'expansion est installé à la même hauteur que les soupapes de sûreté.<br />

p h<br />

Données<br />

● Capacité en eau de l'installation<br />

C i : 1000 litres<br />

● Température de chauffage : 90/70 °C<br />

● Pression de tarage des soupapes de sûreté p s : 3,0 bar<br />

● Hauteur statique<br />

p h : 7 m = 0,7 bar<br />

PROJET: Exemple 1 (circulateur sur la conduite de départ)<br />

1 Calcul volume d’expansion<br />

Contenance du système (calculé) : 1000 L (C i )<br />

(estimée: kW L/kW)<br />

Coefficient d’expansion à 90 °C : 3,58 % (C e )<br />

= Volume d’expansion physique : 35,8 L (V ep )<br />

1% réserve de la capacité de l’installation : 10,0 L (R t )<br />

(C i 0,01)<br />

= VOLUME NET 45,8 L (V n )<br />

2 Calcul du vase d’expansion Flexcon<br />

*p g = Pression gonflage = colonne d’eau au-dessus du vase 0,3 bar<br />

(!p g = min 0,5 bar)<br />

= 7 (mCE)<br />

= ––––––––––––––––––––– bar 0,3 bar = 1,0 bar (p g )<br />

10<br />

**p f = Pression finale = tarage soupape de sûreté (p s ) 0,5 bar<br />

= 3 bar 0,5 bar = 2,5 bar (p f )<br />

(p f 1) (p g 1) (2,5 1) (1,0 1)<br />

Rendement des volumes = ––––––––––––––––– = –––––––––––––––––– = 0,428 (F p )<br />

(p f 1) (2,5 1)<br />

VOLUME NET (V n ) 45,8<br />

VOLUME BRUT = ––––––––––––––––– = ––––– = 107 L (V tt )<br />

rendement volumes (F p ) 0,428<br />

Proposition : 1 Flexcon 110 / 1 (V tr )<br />

Alternative : Flexcon /<br />

3 Information<br />

Réserve réelle: (V tr F p ) V ep = (110 0,42) 35,8 = 10,4 L (R r )<br />

Pression initiale:<br />

V tr (p g 1) 110 (1 1)<br />

–––––––––––– 1 = ––––––––––––– 1 = 1,2 bar (p i )<br />

V tr R r 110 10,4<br />

* Remarque: Circulateur NPSH et pression minimale de fonctionnement de la chaudière:<br />

adapter éventuellement la valeur de p g .<br />

** Remarque: ∆ p entre le point de référence zéro et les soupapes de sûreté dépend par<br />

exemple d'une différence de hauteur ou de la présence d'un circulateur.<br />

<strong>18501628</strong> Edition 2005 / B<br />

5


METHODE DE CALCUL CONFORME SAPC 17<br />

<strong>Flamco</strong><br />

p (point de référence zéro – ch)<br />

p h<br />

Exemple 2<br />

- Le circulateur est monté sur la conduite de retour entre le vase d'expansion et la chaudière.<br />

- Le vase d'expansion est installé à la même hauteur que les soupapes de sûreté.<br />

Données<br />

● Capacité en eau de l'installation<br />

C i : 1000 litres<br />

● Température de chauffage : 90/70 °C<br />

● Pression de tarage des soupapes de sûreté<br />

p s : 3,0 bar<br />

● Hauteur statique<br />

p h : 7 m = 0,7 bar<br />

● Pression différentielle dynamique entre le vase d'expansion<br />

et la chaudière (pression de refoulement de la pompe) : 0,4 bar<br />

Lors de la détermination de la pression finale p f au niveau du vase d'expansion, il convient<br />

de tenir compte de cette pression différentielle dynamique : p f = 3,0 – 0,4 – 0,5 = 2,1 bar.<br />

PROJET: Exemple 2 (circulateur sur la conduite de retour)<br />

1 Calcul volume d’expansion<br />

Contenance du système (calculé) : 1000 L (C i )<br />

(estimée: kW L/kW)<br />

Coefficient d’expansion à 90 °C : 3,58 % (C e )<br />

= Volume d’expansion physique : 35,8 L (V ep )<br />

1% réserve de la capacité de l’installation : 10,0 L (R t )<br />

(C i 0,01)<br />

= VOLUME NET 45,8 L (V n )<br />

2 Calcul du vase d’expansion Flexcon<br />

*p g = Pression gonflage = colonne d’eau au-dessus du vase 0,3 bar<br />

(!p g = min 0,5 bar)<br />

= 7 (mCE)<br />

= ––––––––––––––––––––– bar 0,3 bar = 1,0 bar (p g )<br />

10<br />

**p f = Pression finale = tarage soupape de sûreté (p s ) 0,5 bar<br />

= 3,0 0,4 bar 0,5 bar = 2,1 bar (p f )<br />

(p f 1) (p g 1) (2,1 1) (1,0 1)<br />

Rendement des volumes = ––––––––––––––––– = –––––––––––––––––– = 0,354 (F p )<br />

(p f 1) (2,1 1)<br />

VOLUME NET (V n ) 45,8<br />

VOLUME BRUT = ––––––––––––––––– = ––––– = 129 L (V tt )<br />

rendement volumes (F p ) 0,354<br />

Proposition : 1 Flexcon 140 / 1 (V tr )<br />

Alternative : Flexcon /<br />

3 Information<br />

Réserve réelle: (V tr F p ) V ep = (140 0,35) 35,8 = 13,2 L (R r )<br />

Pression initiale:<br />

V tr (p g 1) 140 (1 1)<br />

–––––––––––– 1 = ––––––––––––– 1 = 1,2 bar (p i )<br />

V tr R r 140 13,2<br />

* Remarque: Circulateur NPSH et pression minimale de fonctionnement de la chaudière:<br />

adapter éventuellement la valeur de p g .<br />

<strong>18501628</strong> Edition 2005 / B<br />

** Remarque: ∆ p entre le point de référence zéro et les soupapes de sûreté dépend par<br />

exemple d'une différence de hauteur ou de la présence d'un circulateur.<br />

6


METHODE DE CALCUL CONFORME SAPC 17<br />

<strong>Flamco</strong><br />

p h<br />

Exemple 3<br />

- La chaudière et le vase d'expansion sont installés en toiture.<br />

- La pression de gonflage du vase d'expansion a été choisie à 0,5 bar.<br />

- Si la pression minimale de fonctionnement de la chaudière ou la hauteur d'aspiration positive<br />

nette du circulateur sont supérieures, voir l'exemple 4.<br />

- Si le circulateur est monté sur la conduite de retour, voir l'exemple 2.<br />

Données<br />

● Capacité en eau de l'installation<br />

C i : 1000 litres<br />

● Température de chauffage : 90/70 °C<br />

● Pression de tarage des soupapes de sûreté p s : 3,0 bar<br />

● Hauteur statique<br />

p h : 1 m = 0,1 bar<br />

PROJET: Exemple 3 (chaudière en toiture, pression de gonflage 0,5 bar)<br />

1 Calcul volume d’expansion<br />

Contenance du système (calculé) : 1000 L (C i )<br />

(estimée: kW L/kW)<br />

Coefficient d’expansion à 90 °C : 3,58 % (C e )<br />

= Volume d’expansion physique : 35,8 L (V ep )<br />

1% réserve de la capacité de l’installation : 10,0 L (R t )<br />

(C i 0,01)<br />

= VOLUME NET 45,8 L (V n )<br />

2 Calcul du vase d’expansion Flexcon<br />

*p g = Pression gonflage = colonne d’eau au-dessus du vase 0,3 bar<br />

(!p g = min 0,5 bar)<br />

= 1 (mCE)<br />

= ––––––––––––––––––––– bar 0,3 bar = 0,5 bar (p g )<br />

10<br />

**p f = Pression finale = tarage soupape de sûreté (p s ) 0,5 bar<br />

= 3 bar 0,5 bar = 2,5 bar (p f )<br />

(p f 1) (p g 1) (2,5 1) (0,5 1)<br />

Rendement des volumes = ––––––––––––––––– = –––––––––––––––––– = 0,571 (F p )<br />

(p f 1) (2,5 1)<br />

VOLUME NET (V n ) 45,8<br />

VOLUME BRUT = ––––––––––––––––– = ––––– = 80,2 L (V tt )<br />

rendement volumes (F p ) 0,571<br />

Proposition : 1 Flexcon 80 / 0,5 (V tr )<br />

Alternative : Flexcon /<br />

3 Information<br />

Réserve réelle: (V tr F p ) V ep = (80 0,57) 35,8 = 9,8 L (R r )<br />

Pression initiale:<br />

V tr (p g 1) 80 (0,5 1)<br />

–––––––––––– 1 = ––––––––––––– 1 = 0,7 bar (p i )<br />

V tr R r 80 9,8<br />

* Remarque: Circulateur NPSH et pression minimale de fonctionnement de la chaudière:<br />

adapter éventuellement la valeur de p g .<br />

** Remarque: ∆ p entre le point de référence zéro et les soupapes de sûreté dépend par<br />

exemple d'une différence de hauteur ou de la présence d'un circulateur.<br />

<strong>18501628</strong> Edition 2005 / B<br />

7


METHODE DE CALCUL CONFORME SAPC 17<br />

<strong>Flamco</strong><br />

p h<br />

Exemple 4<br />

- La chaudière et le vase d'expansion sont installés en toiture.<br />

Dans le cas d'une installation de chaudière en toiture, la pression de gonflage du vase<br />

d'expansion est généralement choisie à 0,5 bar. Quelques chaudières ou circulateurs exigent<br />

toutefois des pressions de fonctionnement minimales plus élevées, de l'ordre de 1 bar par<br />

exemple. Il faut en tenir compte pour le choix de la pression de gonflage.<br />

Données<br />

● Capacité en eau de l'installation<br />

C i : 1000 litres<br />

● Température de chauffage : 90/70 °C<br />

● Pression de tarage des soupapes de sûreté p s : 3,0 bar<br />

● Hauteur statique<br />

p h : 1 m = 0,1 bar<br />

● Pression de fonctionnement min. de la chaudière : 1,0 bar<br />

PROJET: Exemple 4 (chaudière en toiture, pression de gonflage 1 bar)<br />

1 Calcul volume d’expansion<br />

Contenance du système (calculé) : 1000 L (C i )<br />

(estimée: kW L/kW)<br />

Coefficient d’expansion à 90 °C : 3,58 % (C e )<br />

= Volume d’expansion physique : 35,8 L (V ep )<br />

1% réserve de la capacité de l’installation : 10,0 L (R t )<br />

(C i 0,01)<br />

= VOLUME NET 45,8 L (V n )<br />

2 Calcul du vase d’expansion Flexcon<br />

*p g = Pression gonflage = colonne d’eau au-dessus du vase 0,3 bar<br />

(!p g = min 0,5 bar)<br />

= (mCE)<br />

= ––––––––––––––––––––– bar 0,3 bar = 1 bar (p g )<br />

10<br />

**p f = Pression finale = tarage soupape de sûreté (p s ) 0,5 bar<br />

= 3 bar 0,5 bar = 2,5 bar (p f )<br />

(p f 1) (p g 1) (2,5 1) (1 1)<br />

Rendement des volumes = ––––––––––––––––– = –––––––––––––––––– = 0,428 (F p )<br />

(p f 1) (2,5 1)<br />

VOLUME NET (V n ) 45,8<br />

VOLUME BRUT = ––––––––––––––––– = ––––– = 107 L (V tt )<br />

rendement volumes (F p ) 0,428<br />

Proposition : 1 Flexcon 110 / 1 (V tr )<br />

Alternative : Flexcon /<br />

3 Information<br />

Réserve réelle: (V tr F p ) V ep = (110 0,43) 35,8 = 11,5 L (R r )<br />

Pression initiale:<br />

V tr (p g 1) 110 (1 1)<br />

–––––––––––– 1 = ––––––––––––– 1 = 1,2 bar (p i )<br />

V tr R r 110 11,5<br />

* Remarque: Circulateur NPSH et pression minimale de fonctionnement de la chaudière:<br />

adapter éventuellement la valeur de p g .<br />

** Remarque: ∆ p entre le point de référence zéro et les soupapes de sûreté dépend par<br />

exemple d'une différence de hauteur ou de la présence d'un circulateur.<br />

<strong>18501628</strong> Edition 2005 / B<br />

8


METHODE DE CALCUL CONFORME SAPC 17<br />

<strong>Flamco</strong><br />

Dimensionnement d'un vase<br />

d'expansion Flexcon<br />

à pression constante<br />

(volume d'air variable)<br />

Pour procéder au calcul de la capacité des vases d'expansion automatiques selon la<br />

méthode classique, de même que pour avoir un aperçu de l'information technique<br />

relative à l'ensemble du programme de livraison des vases d'expansion Flexcon, nous<br />

vous prions de vous reporter à la brochure et fichiers PDF <strong>Flamco</strong> existante.<br />

Le calcul de la capacité d'un vase d'expansion Flexcon à pression variable s'effectue en deux<br />

étapes. La première étape consiste à calculer la capacité nécessaire du vase, et la seconde<br />

étape consiste à déterminer les caractéristiques du compresseur.<br />

Détermination de la capacité nécessaire du vase<br />

Compte tenu du fait que pour les vases d'expansion automatiques le rendement en volume<br />

est de 100%, il suffit de connaître le volume net d'expansion pour déterminer la capacité du<br />

vase d'expansion.<br />

Le calcul de ce volume net d'expansion est identique à celui décrit pour les vases d'expansion<br />

à pression variable.<br />

Détermination des caractéristiques du compresseur<br />

Les caractéristiques requises pour le compresseur sont déterminées en fonction des données<br />

suivantes:<br />

A. Variation de charge maximale Q<br />

On entend par là la variation maximale de charge susceptible de se produire dans les<br />

conditions de fonctionnement normales de l'installation. Elle peut être provoquée par la<br />

mise en circuit d'un ou plusieurs groupes d'utilisateurs d'une grande puissance de chauffe<br />

ou encore par la mise hors circuit d'un ou plusieurs groupes de producteurs de chaleur,<br />

d'échangeurs thermiques ou de chaudières. Dans le cas extrême, cette variation de<br />

charge correspond à la puissance thermique totale de l'installation. Elle est en règle<br />

générale choisie à la moitié de cette puissance totale.<br />

B. Débit de contraction q (l/hkW)<br />

Le débit de contraction à la température moyenne (soit à 80 °C pour une température de<br />

chauffage de 90/70 °C) se détermine à l'aide du graphique ci-dessous.<br />

( °C)<br />

130<br />

120<br />

110<br />

100<br />

90<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

<strong>18501628</strong> Edition 2005 / B<br />

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 (l/hkW)<br />

Débit de contraction par kW 0,56<br />

9


METHODE DE CALCUL CONFORME SAPC 17<br />

<strong>Flamco</strong><br />

C. Capacité de compresseur nécessaire q c<br />

Le compresseur choisi doit délivrer un débit d'air comprimé q c qui, à la pression de régulation<br />

p r , doit être au moins égal au produit de la variation de charge estimée Q et du débit de<br />

contraction q. Le compresseur requis peut être choisi à l'aide du graphique ci-dessous.<br />

Graphique de sélection du compresseur d'un vase d'expansion automatique<br />

Flexcon M-K/E<br />

9000<br />

8000<br />

7000<br />

6000<br />

Débit (l/h)<br />

5000<br />

4000<br />

3000<br />

2000<br />

OL-202<br />

1000<br />

0<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9<br />

P pression en bar<br />

Graphique de sélection du compresseur d'un vase d'expansion automatique<br />

Flexcon M-K/S<br />

9000<br />

8000<br />

7000<br />

6000<br />

Débit (l/h)<br />

5000<br />

4000<br />

3000<br />

K-01<br />

K-03<br />

K-04<br />

2000<br />

1000<br />

K-02<br />

0<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9<br />

<strong>18501628</strong> Edition 2005 / B<br />

P<br />

pression en bar<br />

10


METHODE DE CALCUL CONFORME SAPC 17<br />

<strong>Flamco</strong><br />

Exemple de calcul<br />

Données<br />

● Puissance de chauffe installée<br />

: 1000 kW<br />

● Variation de charge estimée<br />

Q : 500 kW<br />

● Capacité en eau de l'installation<br />

C i : 12000 litres<br />

● Température de chauffage : 90/70 °C<br />

● Pression de tarage des soupapes de sûreté p s : 4,0 bar<br />

● Hauteur statique<br />

p h : 25 m = 2,5 bar<br />

● Pression de régulation<br />

p r : 3,0 bar<br />

PROJET: Exemple de calcul d’un vase d’expansion automatique<br />

1 Calcul volume d’expansion<br />

Contenance du système (calculé) : 12000 L (C i )<br />

(estimée : kW L/kW)<br />

Coefficient d’expansion à 90 °C : 3,58 % (C e )<br />

= Volume d’expansion physique : 429,6 L (V ep )<br />

1% réserve de la capacité de l’installation : 120 L (R t )<br />

(C i 0,01)<br />

= VOLUME NET 549,6 L (V n )<br />

2 Calcul du vase d’expansion automatique Flexcon<br />

Volume total théorique = Volume net : 600 L (V tr )<br />

Calcul de la capacité du compresseur<br />

Puissance installée : 1000 kW<br />

Variation de charge maximale Q : 500 kW (Q)<br />

Débit de contraction q par kW à 80 °C : 0,56 L/h par kW (q)<br />

Débit minimal nécessaire d’air comprimé (q c = q • Q)<br />

à p r = 3,0 bar : 280 L/h (q c )<br />

Proposition : 1 Flexcon M-K/E 600 (7 bar)1(V tr )<br />

Alternative 1 : 1 Flexcon M-K/S 600/K-01 (7 bar)<br />

Alternative 2 : 1 Flexcon feedboy 600/CH 2-50<br />

3 Information<br />

Réserve réelle = (V tr V ep ) = (600 430) = 170 L (R r )<br />

Pression réglée p r = 3,0 bar (p r )<br />

<strong>18501628</strong> Edition 2005 / B<br />

11


METHODE DE CALCUL CONFORME SAPC 17<br />

<strong>Flamco</strong><br />

Schéma de montage des vases<br />

d'expansion Flexcon<br />

selon la fiche de devis-type 105,<br />

édition 90, art. C5<br />

Conduite de départ<br />

Conduite de retour<br />

Conduite de départ<br />

Conduite de retour<br />

<strong>18501628</strong> Edition 2005 / B<br />

Instructions pour le montage correcte d'un vase d'expansion Flexcon<br />

● La température au point de raccordement du vase Flexcon doit être aussi basse que possible.<br />

● Ne pas raccorder directement le vase Flexcon sur une conduite de circulation.<br />

● Raccorder le vase Flexcon sur la conduite de retour.<br />

● Eviter la proximité de toute source puissante de chaleur.<br />

● Monter le vase Flexcon et la soupape de sûreté Prescor (autant que possible) à la même<br />

hauteur, afin de ne pas avoir à tenir compte des différences de pression susceptibles de<br />

se manifester (même si le circulateur est monté sur la conduite de retour).<br />

● Si le circulateur est monté sur la conduite de retour, il faut toujours raccorder le vase<br />

d'expansion du côté aspiration de la pompe.<br />

● Monter la soupape de sûreté Prescor sur la chaudière ou sur une conduite d'alimentation<br />

à proximité immédiate de la chaudière.<br />

Le devis-type 105 exige 2 soupapes de sûreté par chaudière.<br />

● Le devis-type 105 exige également une soupape de sûreté pour le système d'expansion<br />

dont la section soit au moins égale à la section de la conduite de remplissage. La section<br />

des soupapes de sûreté à utiliser doit être d'au moins DN 20.<br />

● En cas de présence de plusieurs chaudières: chaque chaudière doit être pourvue d'un vase<br />

Flexcon monté entre les vannes d'isolement et dont la capacité est calculée à partir du<br />

volume d'eau contenu dans la chaudière. L'installation doit également comporter un ou<br />

plusieurs vases d'expansion Flexcon dont la capacité est calculée en fonction du volume<br />

d'eau total contenu dans l'installation.<br />

● Sur les installations à mélangeur, il faut s'assurer qu'il subsiste une liaison ouverte entre le<br />

vase d'expansion et la chaudière pour toutes les positions du mélangeur.<br />

● Le devis-type 105 exige l'insertion d'un robinet d'isolement sur la conduite de raccordement<br />

du vase d'expansion. Pour ce faire, il est possible d'utiliser un groupe de raccordement Flexcon.<br />

12


METHODE DE CALCUL CONFORME SAPC 17<br />

<strong>Flamco</strong><br />

Dimensionnement d'un vase<br />

tampon Flexcon VSV<br />

Lorsque dans une installation de chauffage central la température de départ de la chaudière<br />

est supérieure à 90 °C, ou la température de retour peut être supérieure à 70 °C, il est<br />

nécessaire de prévoir l'insertion d'un vase tampon Flexcon afin de maintenir la température<br />

du système d'expansion Flexcon aussi basse que possible.<br />

Les températures élevées entraînent en effet un vieillissement prématuré des membranes et<br />

accélèrent ainsi la diffusion au travers de ces membranes.<br />

Certaines marques de vases d'expansion exigent également l'installation d'un vase tampon<br />

pour des températures plus basses.<br />

Calcul d'un vase<br />

d'expansion Flexcon VSV<br />

La capacité requise pour un vase tampon Flexcon VSV dépend de la température de départ<br />

et du pourcentage du volume d'expansion net comme indiqué dans le tableau ci-dessous.<br />

Température de départ<br />

Capacité du vase tampon Flexcon VSV<br />

% du volume d'expansion net V n<br />

90 °C jusqu'à 110 °C 20%<br />

111 °C jusqu'à 125 °C 30%<br />

126 °C jusqu'à 140 °C 40%<br />

Si la température de départ maximale de l'installation dépasse 100 °C, la pression de service<br />

doit être supérieure à la pression de vaporisation à cette température pour éviter l'ébullition de<br />

l'eau. Le tableau ci-dessous indique les pressions de vaporisation en fonction des différentes<br />

températures. Il indique également le type de vase tampon Flexcon VSV utilisable jusqu'à<br />

une température déterminée.<br />

Température Pression de vaporisation en bar Flexcon VSV<br />

= pression de service minimale 200 350 500 750 1000<br />

90 ºC - <br />

100 ºC - <br />

110 ºC 0,43 <br />

115 ºC 0,69 <br />

120 ºC 0,98 <br />

125 ºC 1,32 <br />

130 ºC 1,70 <br />

135 ºC 2,13 <br />

140 ºC 2,61 <br />

La capacité du vase tampon doit être au moins égale à 20% de la capacité nette V n du vase<br />

d'expansion. Sur des installations présentant d'importantes variations du volume d'eau, dues<br />

aux changements du régime de chauffe, il peut se révéler nécessaire de prévoir une capacité<br />

de vase tampon correspondant à 50% de V n , en fonction de la température atteinte au raccord<br />

d'expansion.<br />

<strong>18501628</strong> Uitgave 2005 / B<br />

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