dimensionnement vase expansion solaire

[paillejo]

bonjour,

j'aimerai avoir votre avis sur le dimensionnement d'un vase d'expansion solaire: 18 litres , 0,5 bar me semble raisonable pour 6 capteurs apper 2510 et en gros 35 m en cu de 22 (malgrés le prix du cu j'hésite à passer en per de 25) pour les lignes enterrées. Surprise en allant négocier des tarifs chez mon grossiste, le thermicien me propose un vase de 33 litres aprés les calcul sur son logiciel argumentant sur le fait que si tout le volume de liquide se vaporise ( capteurs , longueur de cuivre), le vase encaissera tout et la soupape de sécurité ne crachera pas.

autre question, je vois des différences de prix notables entre les différents purgeurs solaire sont ce les marges des revendeurs qui justifient ces différences ou des des caractéristiques techniques, mêmes interrogations pour les v3v motorisées en tout ou rien ( du simple au triple voir plus)

cordialement

Olivier

[p_bricoleur]

Bonjour,

Volume du vase d'expansion

Il y a 2 "philosophies" là.
Si ton installation est conçue telle que la stagnation ne se produit pas (ou juste en cas d'incident) car la surchauffe est gérée (inclinaison, masquage, boucle de surchauffe, etc), il n'y aura pas de vaporisation et donc un vase compensant la dilatation liquide peut être suffisant.
Par contre, en cas de surchauffe, c'est la soupape de sécurité qui va relâcher du caloporteur et il ne revient pas tout seul...

Sinon, il faut en effet prévoir que le vase compense le passage en vapeur d'une partie du caloporteur.


Prix des "accessoires"

Pour le solaire, il peut être prudent d'acheter des accessoires haute température (120°C souvent).
Les accessoires de chauffage sont souvent limités à 90°C.

Encore une fois, cela dépend des températures que la boucle solaire peut atteindre.
Il faut surtout être prudent pour les accessoires situé proches des capteurs : vannes, purgeurs, etc. car là ça chauffe fort même par conduction.

Sinon pour les prix, cela n'empêche pas qu'ils peuvent de toute manière aller du simple au triple pour le même article, c'est la loi du commerce.
Il faut donc comparer chez plusieurs fournisseurs et sur Internet pour se faire une idée.

Cordialement

[normandduperche]

Je voudrais juste ici remercier de manière particulièrement appuyée et sincère P_BRICOLEUR pour le nombre et la qualité de ses contributions.
J'ai déjà passé énormément de temps sur le forum, et je suis séduit par la précision et le sens de la synthèse de ses réponses.

A tel point que j'en fais un copier-coller pour monter une synthèse de toutes les contributions les plus utiles, sujet par sujet, et il est l'un des contributeurs les plus "copiés"... Ce qui ne diminue pas le mérite des autres "maitres solaires" dont les infos sont aussi précieuses.

Un de ces jours, je mettrai cette synthèse sur le forum. Mais faute de disponibilité suffisante, ce ne sera pas avant un long moment (métier anormalement pompant et six enfants...).
Une synthèse des meilleures contributions me semble en effet indispensable;
On perd un temps énorme à rechercher les infos, et à lire nombre d'observations à caractère secondaire.
Pour le néophyte comme moi désirant s'instruire complètement avant de concevoir son projet solaire, cet investissement initial, dont l'aboutissement n'est pas encore assuré, représente un frein dommageable à la démocratisation du solaire.
Les infos sont multiples et leur foisonnement (chose heureuse) a pour effet pervers de rebuter le non initié que la complexité apparente de l'ensemble pourrait définitivement dégoûter.

Ceci étant, un ENORME merci à tous les contributeurs.
Grâce à eux tous, et à force de temps passé à décrypter et à collecter, j'entrevois mieux mon projet sur le plan technique, ayant déjà pu par moi même éliminer nombre de solutions techniques bancales.
Même si mon projet ne prendra pas corps avant de longs mois, probablement même beaucoup plus, je sais maintenant mieux où aller en évitant plus tôt les fausses routes.
Et je me sens renforcé sur mes objectifs à long terme :

Panneaux solaires pour ballons solaires (un ecs, un chauffage ou piscine jouant boucle de décharge) complétant une PAC eau/eau captant les calories d'une mare, elle même alimentée par l'énergie produite par une éolienne, le tout complété en dernier recours par la chaudière fuel...

Beaucoup de boulot encore sur la planche !
Mais je me fixe comme objectif que tout soit en ordre de marche, au moins pour ma retraite !!!

[Yannyaco]

salut
le vase sert à absorber le glycol lors des surchauffe afin de le protéger
on fonctionne sans purge sur les capteurs bien sûr !
schématiquement ça donne ça :
4m² de capteur = vase de 18L
6m² = 25L
8-10m² = 33L
12-16m² = 50L
18-30m² = 80L
32-40m² = 140L

ce sont les chiffres que j'applique lors de mes install, ils émanent du bureau d'études de mon fournisseur
A+
Yann

[remi.450]

Bonsoir,
Je demande des explications concernant la vapeur dans un circuit fermé.

Sinon, il faut en effet prévoir que le vase compense le passage en vapeur d'une partie du caloporteur.

Pour moi un circuit en eau sous pression reste à l'état liquide même à différente température.
La pression augmente, mais je ne comprends pas la vapaeur !!!!!!
Merci pour l'explication.
Cordialement

[Malognes]

Bonsoir,
Je demande des explications concernant la vapeur dans un circuit fermé.

Sinon, il faut en effet prévoir que le vase compense le passage en vapeur d'une partie du caloporteur.

Pour moi un circuit en eau sous pression reste à l'état liquide même à différente température.
La pression augmente, mais je ne comprends pas la vapaeur !!!!!!
Merci pour l'explication.
Cordialement

Bonsoir,

La température du point d'ébullition ou de vaporisation est différente suivant la pression qui règle au sein du capteur.
Les coefficients de dilatation de l'eau ne sont pas les mêmes pour une eau à 40° ou à 90° ou sous forme de vapeur.

A+

[p_bricoleur]

Bonjour,

Il n'y a pas besoin d'air pour qu'il y ait vaporisation.
A 1013 mbar (pression atmosphérique), l'eau "bout" à 100°C.

Le fait qu'elle soit ou non à l'air libre ne change rien à l'affaire.
Dans un circuit fermé à 1013 mbar, si on chauffe une partie à plus de 100°C, l'eau dans cette partie se transforme en vapeur et la pression dans le circuit augmente vite.

Donc dans un circuit solaire, en cas de stagnation (pas de circulation alors qu'il y a du soleil), le caloporteur s'évapore. La vapeur de caloporteur pousse alors dans les lignes aller et retour.
Mais le capteur continue à capter de la chaleur plus vite qu'elle ne peut s'évacuer car le capteur et ses lignes sont isolés.
La température de la vapeur continue de monter.

Les lois des gaz font que (en simplifiant) quand la température du gaz monte, le produit de son volume et de sa pression monte de la même quantité.
Donc si son volume ne peut pas augmenter (par exemple parce que le vase est déjà "à bloc"), la pression montre très vite et dépasse rapidement le tarage de la soupape de sécurité : la soupape relache du caloporteur tant que la pression est dépassé. Et ce caloporteur manque quand tout redevient froid.

C'est pour éviter cela que les circuits solaires qui stagnent pour gérer la surchauffe doivent avoir un vase surdimensionner.
Le vase doit pouvoir absorber la dilatation du caloporteur liquide en mode normal, mais aussi le volume de la vapeur de caloporteur afin que la pression reste dans les bornes de la soupape de sécurité.

Sur une installation normale, la vapeur de caloporteur reste dans le capteur et dans les lignes proches du capteur. Mais la pression de la vapeur s'exerce sur l'ensemble du circuit, même celle qui reste liquide.

Deux points intéressants à noter :

- les "glycols" ont une température d'ébullition plus haute que l'eau et donc les mélanges antigel eau-"glycol" s'évaporent à plus haute température (on peut gagner 15 à 30° selon la concentration en glycol).
C'était d'ailleurs la 1ère application des glycols, utilisé comme liquide de refroidissement dans les moteurs d'avion : ils gèlent difficilement et partent moins vite en ébullition que l'eau pure.

- une pression (liquide) plus haute dans le circuit solaire augmente la température d'ébullition.
A 2 bar, c'est (environ) 120°C, à 3 bar, c'est 135°C.
C'est ce qui est utilisé dans nos centrales nuéclaires où l'on pressurise de l'eau à 150 bar pour éviter qu'elle vaporise en traversant le réacteur.

Cordialement

[paillejo]

Bonjour à tous,

un grand merci pour vos réponses, et une grande reconnaissance à p bricoleur pour ses explications limpides qui me font progresser dans ma démarche.
cordialement

Olivier

[remi.450]

Bonjour,
Pas trop le temps de répondre en ce Dimanche matin.

Le fait qu'elle soit ou non à l'air libre ne change rien à l'affaire.
Dans un circuit fermé à 1013 mbar, si on chauffe une partie à plus de 100°C, l'eau dans cette partie se transforme en vapeur et la pression dans le circuit augmente vite.

Mais sujet qui mérite d'être approfondi.
J'y penserai avec ma "cocotte-minute" ce midi..
Cordialement

[remi.450]

Bonsoir,
un p'tit tableau sous Excel (j'en suis navré Patrick) afin de sélectionner un vase d'expansion solaire et sa soupape.
Peut être avec des erreurs, mais je regarderais demain.
Bonne soirée.

[remi.450]

Pour info, la sélection du vase est basé sur une implantation au plus bas de l'installation solaire.
Cordialement

[p_bricoleur]

Salut Rémi,

Attention avec ce genre de tableau : un bug et quelqu'un qui ne connait pas achète le mauvais vase...

Je comprends que ton tableau ne prend en compte que le volume de dilatation du liquide ?

J'ai testé quelques valeurs et je n'ai pas vu la taille du vase changer (18 litres toujours)

Tu pourrais mettre une version avec formules non protégées ?

Cordialement

[remi.450]

Bonjour,
Comme tu dis, j'ai trouvé un bug.
La pression du réseau était en absolu et non en relatif.
Donc je vais retirer le fichier pour l'instant.
Concernant le vase, il faut faire le choix. Je n'ai pas fait de sélection automatique.
Cela met en évidence l'importance du vase d'expansion avec la relation de la soupape.
Cordialement

[remi.450]

Bonjour,
En chauffage avec des températures < 100°C il n'y a pas de souci à surdimensionner le vase d'expansion. Au contraire, plus celui-ci sera important, plus la pression sera stable et le risque de fuite à la soupape nul.
Par contre, en solaire, il me semble et mon tableur me l'indique, si le vase est surdimensionné et suivant la température de la boucle le risque d'ébulition est important.
La pression du réseau sera inférieur à celle de vaporisation du liquide caloporteur.
Afin de paufiner mon tableau, je recherche la masse volumique du glycol suivant son % et sa temérature.
Si quelqu'un à l'info en fichier, je le remercie.

Bonne journée

[p_bricoleur]

Bonsoir,

Si c'est pour calculer la pression statique, prends la masse volumique de l'eau, c'est plus simple et pas loin de la vérité.

Sinon pour la dilatation d'un mélange eau/prop-glycol à 60/40, tu peux prendre 0,00654 par °C dans la plage de température solaire.

Cordialement