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Vase d'expansion solaire -
F
La stratégie adoptée consiste à dimensionner le vase d'expansion de manière à éviter la réaction de la soupape de sécurité en cas de non
consommation pendant une période de chaleur continue. Le vase d'expansion dimensionné comme suit, est prévu pour absorber un volume de
liquide égale à la contenance des capteurs en plus d'un volume de liquide égale à une quantité de vapeur estimé dans les tuyaux. Ce volume est
fixé arbitrairement à 4 litres dans le calcul de dimensionnement des vases fournies. De plus la surpression aux niveau des capteurs pris en compte
dans le dimensionnement de la fourniture standard est fixée à 2 bars, empéchant toute évaporation jusqu'à 120 ° environ..
Sur demande les dimensionnements et calculs peuvent être adaptées à la demande du client selon les données de l'installation.
Le dimensionnement du vase d'expansion doit être fait de manière à ce que la soupape de
sûreté ne réagissent pas lorsque la plus haute température de fonctionnement possible est atteinte
dans le système. Pour ce faire:
D'abord, calculons le volume d'installation V
capteur (capteur, tuyauterie, échangeur de chaleur et accessoires).
Ce volume de liquide va pouvoir changer de volume. Ces variations de volumes seront effectives
dans les deux sens :
en expansion lors de la chauffe, et dans des conditions extrêmes par exemple de l'état froid
–
10°C
jusqu'à 140 °C, soit + 130 ° C de variation. Le volume d'expansion d'un mélange
eau/glycol à 40% de glycol pour une élévation de température est de l'ordre de 8,5%
(représentant le coefficient d'expansion nominal multiplié par l'élévation de température).
à l'inverse aussi on peut aussi avoir une baisse de pression due à la rétraction du liquide par
–
chute de température. Cette rétraction ne doit pas provoquer une aspiration d'air dans le circuit.
Nous allons donc veiller à avoir une réserve de liquide de 3% du volume de l'installation
(représentant le coefficient d'expansion nominal multiplié par une baisse de température de 45 °
environ), et d'au moins 3 litres.
Avec ces premiers éléments, il convient aussi d'estimer le volume de vapeur susceptible de se
produire dans les tubes( hors capteurs ). Celle ci dépendra de la conception de l'installation. Dans
nos calculs, nous la fixons à 4 litres au moins.
D'où le volume V
de vapeur total tube + totalité capteurs
v
D'où un volume utile V
nécessaire du vase d'expansion
use
Une fois les volumes calculés, nous pouvons définir les différentes pressions de l'installation:
La pression de réaction de la soupape P
–
jamais atteindre l'installation, nous allons donc définir une marge de sécurité P
de P
, et d'au moins de 0,5 bar,
ss
La pression finale de fonctionnement P
–
Nous allons maintenant calculer le pression de la colonne d'eau P
–
vase d'expansion
Nous pouvons calculer maintenant la pression initiale P
–
nous pourrions très bien fixer la pression P
fuites et à l'aspiration d'air, et aussi pour éviter l'évaporation jusqu'à 120 °C environ, nous allons
rajouter une surpression de P
plus élevé des capteurs. (Attention tout de même dans le cas de hauteur géodésique
importante aux pressions en parties basses de l'installation, cette surpression ne doit pas non
plus provoquer l'action de la soupape)
Calculons maintenant le facteur de pression P
–
nominal minimal du vase d'expansion
Le volume nominal minimal V
–
Déterminons maintenant l'équivalence de la pression du réservoir P
–
Nous pouvons maintenant calculer la pression initiale du côté liquide
–
On veillera toutefois à éviter toute entrée de vapeurs et de liquide à plus de 70 ° dans
le vase d'expansion.
Si une température de retour stable ≤ 70°C ne peut pas être garantie,
il faut installer un vase de pré-détente sur le vase d'expansion. Son dimensionnement variera
selon les besoins, mais en règle génarale un volume de 50 à 100 % du volume nominal du
vase d'expansion correctement dimensionné est recommandé.
, qui comprend le remplissage liquide complet du circuit
i
(6 bar sur nos installations) est la limite que ne doit
ss
à chaud devient donc
final
à celle de P
gaz
de 0,5 à 2,5 bar. Cette surpression sera effective sur le point le
cc
qui va nous permettre de calculer le volume
f
du vase d'expansion est donc de
n
Note de Calcul
, qui est de 10%
m
, entre les capteurs et le
geo
du côté gaz du vase d'expansion,
gaz
, mais pour palier à d'éventuelles
geo
re
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normes EN 12976-1 et ENV 12977.
V
= V
+ V
i
capteurs
V
= 8,5% X V
e
V
= 3% X V
avec V
re
i
V
≥ 4 litres
vapeur tube
V
= V
+ V
v
vapeur tube
V
= V
+ V
+V
use
e
re
P
≥0,1 . P
avec P
m
ss
P
= P
– P
final
ss
m
P
= hauteur X 0,1 bar
geo
P
= 0,5 bar
cc
P
= P
+ P
gaz
geo
cc
P
= (P
+1)/(P
f
final
V
= P
X V
n
f
use
P
= (P
– P
re
final
gaz
P
=P
+ P
initial
gaz
re
+ V
,
échangeurs
itubes
i
> 3 l
re
capteurs
v
≥0,5 bar
m
l-P
)
fina
gaz
) X V
/ V
re
use
= P
+ P
+ P
cc
geo
re
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