Un vase d’expansion est un réservoir sous pression à membrane qui absorbe le volume supplémentaire de l’eau chauffée dans un circuit fermé et empêche la pression de monter. Dans les groupes de surpression, il joue le rôle de réservoir de pression : il couvre les petits soutirages et limite les démarrages fréquents de la pompe.
Sommaire
- À quoi sert un vase d’expansion ?
- Comment fonctionne un vase d’expansion ?
- Où utilise-t-on les vases d’expansion ?
- Vase d’expansion ouvert ou fermé : comparaison
- Comment dimensionner un vase d’expansion ?
- Comment régler la pression de pré-gonflage ?
- Caractéristiques des vases d’expansion Aquamax
- Comment reconnaître un vase d’expansion défaillant ?
- Questions fréquentes
À quoi sert un vase d’expansion ?
Un vase d’expansion ménage de la place au volume croissant de l’eau chauffée et empêche la pression d’un circuit fermé d’atteindre un niveau dangereux. L’eau ne se comprime pas ; son volume augmente lorsqu’elle chauffe. Si cette eau supplémentaire n’a nulle part où aller dans un circuit fermé, la pression monte rapidement et la soupape de sécurité se déclenche.
L’effet n’est pas négligeable : le coefficient de dilatation de l’eau à 90 °C est d’environ 0,0356 ; un circuit contenant 1 000 litres produit donc environ 36 litres d’eau supplémentaire.
Le catalogue Aquasan résume le rôle du vase ainsi : protéger les circuits de chauffage fermés de la pression élevée causée par la dilatation de l’eau, et jouer le rôle de réservoir de pression dans les groupes de surpression (catalogue Aquapump p. 36, édition turque).
Comment fonctionne un vase d’expansion ?
À l’intérieur du vase, une membrane flexible sépare la partie gaz de la partie eau. Les vases Aquamax utilisent une membrane EPDM remplaçable (catalogue Aquapump p. 36).
- Circuit froid : la partie gaz contient la pression de pré-gonflage et la membrane repousse l’eau hors du vase.
- Montée en température : l’eau dilatée entre dans le vase, pousse la membrane et comprime le gaz.
- Refroidissement : le gaz comprimé renvoie l’eau dans le circuit et la pression redescend.
La logique est la même dans un groupe de surpression : l’eau entre dans le vase pendant que la pompe fonctionne, et le gaz la repousse dans la tuyauterie pendant l’utilisation.
Où utilise-t-on les vases d’expansion ?
Les vases d’expansion s’utilisent dans les circuits fermés de chauffage et de refroidissement et dans les groupes de surpression. Voici les indications du catalogue pour les vases Aquamax (catalogue Aquapump p. 36) :
- Convient aux installations de chauffage comme aux groupes de surpression.
- Dans les installations de chauffage, le vase doit être raccordé sur la conduite de retour.
- Convient aux circuits contenant un antigel.
- La température de service va de −10 °C à +120 °C.
Pour le côté surpression, voir qu’est-ce qu’un groupe de surpression.
Vase d’expansion ouvert ou fermé : comparaison
Un vase d’expansion ouvert est placé au point le plus haut de l’installation et communique avec l’atmosphère ; un vase d’expansion fermé fonctionne sous pression à l’intérieur du circuit.
| Caractéristique | Vase ouvert | Vase fermé |
|---|---|---|
| Emplacement | Point le plus haut de l’installation | Chaufferie ou autre point adapté du circuit |
| Contact avec l’air | Oui | Non, la membrane les sépare |
| Pression | Ouvert à l’atmosphère | Fonctionne sous pression |
| Utilisation sur les groupes de surpression | Non | Utilisé comme réservoir de pression |
Comment dimensionner un vase d’expansion ?
Le volume du vase découle du volume d’eau du circuit, de la température de service et des limites de pression de l’installation. La méthode courante, fondée sur l’approche de la norme EN 12828, est la suivante :
- Eau dilatée : Vex = Vs × n (Vs est le volume d’eau du circuit, n le coefficient de dilatation)
- Réserve d’eau : Wres = Vs × 0,005
- Pression de pré-gonflage : P0 = hauteur statique (m) / 10 + 0,2 bar
- Pression finale : Pfin = pression de la soupape de sécurité − 0,5 bar (pour les soupapes inférieures à 5 bar)
- Volume du vase : Vn ≥ (Vex + Wres) × (Pfin + 1) / (Pfin − P0)
Exemple : un circuit de chauffage en régime 70/50 °C contenant 1 500 litres, avec une hauteur statique de 15 mètres et une soupape de sécurité à 3 bar :
| Élément | Calcul | Résultat |
|---|---|---|
| Eau dilatée (n = 0,0228) | 1 500 × 0,0228 | 34,2 L |
| Réserve d’eau | 1 500 × 0,005 | 7,5 L |
| Pression de pré-gonflage | 15 / 10 + 0,2 | 1,7 bar |
| Pression finale | 3 − 0,5 | 2,5 bar |
| Volume du vase | 41,7 × 3,5 / 0,8 | 182 L, soit un vase de 200 L |
L’exemple illustre seulement la méthode. Le dimensionnement final doit être réalisé par le concepteur en équipements techniques avec les valeurs réelles de l’installation.
Comment régler la pression de pré-gonflage ?
La pression de pré-gonflage est la pression de la partie gaz lorsque le vase ne contient pas d’eau, et elle doit être réglée pour le projet. Les vases Aquamax sortent d’usine avec une pression de pré-gonflage de 4 bar (catalogue Aquapump p. 36), qui ne convient pas à toutes les installations.
- Installations de chauffage : ajoutez 0,2 bar à la pression issue de la hauteur statique : 1,7 bar pour 15 mètres.
- Groupes de surpression : une valeur courante dans les notices des fabricants est d’environ 90 % de la pression d’enclenchement de la pompe.
- Mesure : utilisez un manomètre sur la valve de gonflage, sans pression côté eau ; une lecture sous pression d’eau est trompeuse.
- Pression de remplissage : remplissez une installation de chauffage froide à environ 0,3 bar au-dessus de la pression de pré-gonflage.
Caractéristiques des vases d’expansion Aquamax
Les vases d’expansion fermés Aquamax sont fabriqués de 24 litres à 5 000 litres. Valeurs clés (catalogue Aquapump p. 36) :
| Caractéristique | Valeur |
|---|---|
| Volume du vase | 24 – 5 000 L |
| Pression de service maximale | 6 et 10 bar jusqu’à 400 L, 10 et 16 bar à partir de 500 L |
| Pré-gonflage d’usine | 4 bar |
| Température de service | −10 °C / +120 °C |
| Membrane | EPDM remplaçable |
| Raccordement eau | 1", 1 1/4", 2", NW65, NW80 |
| Revêtement | Peinture poudre électrostatique |
| Norme de fabrication | TS EN 13831 |
Les dimensions des modèles figurent sur les pages produit 10 bar et 16 bar. Pour les documents, voir la page Certificats.
Comment reconnaître un vase d’expansion défaillant ?
Lorsque le vase ne remplit plus son rôle, la pression du circuit varie rapidement avec la température. Surveillez ces signes :
- La pression monte vite au chauffage et la soupape de sécurité se déclenche.
- La pression chute trop au refroidissement et le circuit exige des appoints fréquents.
- De l’eau sort par la valve de gonflage, ce qui indique une membrane endommagée.
- Sur un groupe de surpression, la pompe démarre trop souvent.
Vérifiez d’abord la pression de pré-gonflage. Les vases Aquamax ont une membrane remplaçable ; contactez-nous pour son remplacement.
Questions fréquentes
Quelle pression de pré-gonflage pour un vase d’expansion ?
Le pré-gonflage dépend de l’installation. Dans les installations de chauffage, ajoutez 0,2 bar à la pression issue de la hauteur statique ; pour un bâtiment de 15 mètres, cela donne environ 1,7 bar. Les vases Aquamax sortent d’usine à 4 bar : vérifiez donc cette valeur lors de l’installation.
Où raccorde-t-on un vase d’expansion ?
Dans les installations de chauffage, il doit être raccordé sur la conduite de retour (catalogue Aquapump p. 36). Sur un groupe de surpression, il se raccorde au groupe en tant que réservoir de pression.
Quelle taille de vase d’expansion me faut-il ?
Elle se calcule à partir du volume d’eau du circuit, de la température de service et des limites de pression. Dans l’exemple de ce guide, un circuit contenant 1 500 litres demande un vase de 200 litres.
La membrane est-elle remplaçable ?
Les vases Aquamax utilisent une membrane EPDM remplaçable (catalogue Aquapump p. 36). Si l’enveloppe du vase est saine, la membrane peut être changée.
Un réservoir de pression est-il la même chose qu’un vase d’expansion ?
Leur construction est similaire : tous deux comportent une partie gaz et une partie eau séparées par une membrane. Les vases Aquamax peuvent être utilisés dans les installations de chauffage et dans les groupes de surpression ; le pré-gonflage est réglé selon l’usage.
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