Réservoir de pompe à eau : pression de la vessie

[apap]

Bonjour,
J'ai fait quelques calculs qui permettent de comprendre à quelle pression gonfler la vessie / le ballon d'un réservoir de pompe à eau. Je me permets de les partager.

Si on note :
VR le volume total du réservoir
Pmin et Pmax les pressions de déclenchement / et d'arrêt de la pompe, avec k = Pmax / Pmin
p% le taux de sous-gonflage de la vessie ( tel que : Pg pression de la vessie = ( 1 - p%) Pmin )
On comprends bien qu'il faut gonfler la vessie à la même pression que la pression Pmin de déclenchement en regardant la formule :
Volume utile (volume d'eau que l'on peut tirer avant de faire remarcher la pompe) :

Vutile = VR x ( 1 – p%) x ( 1 - 1 / k )

Ainsi, sous-gonfler la vessie de 20% revient à perdre 20% de volume utile dans son surpresseur.
De même, on voit que plus l'écart k entre les pressions max et min est grand, plus on a un volume utile important.


Si on sur-gonfle la vessie, on a le même genre de phénomène. Les équations sont légèrement différentes :

Vutile = VR x ( 1 - ( 1+ p’%) / k )



Le lien suivant donne plus de détails ainsi que quelques schémas :
Comment_gonfler_la_vessie_d_un_reservoir_pompe_a_eau.pdf

Le site suivant donne également beaucoup d'infos : http://lokistagnepas.canalblog.com/a....html#comments

Cordialement,
-----

[invite728b013d]

Bonjour à toutes et à tous,

Pourquoi parler de pression de gonflage de la vessie ? alors qu'elle reçoit l'eau du pompage. C'est le ballon qui doit être gonflé à la pression X capable d'être comprimé à la pression d'arrêt de la pompe cette pression ramenant la membrane à la pression de démarrage c'est la différence entre les deux positions de la vessie qui assure un volume d'eau utilisé sans que la pompe se mette en route.

Cordialement,

Marc.

[apap]

De fait, en parlant de pression de la vessie, je voulais parler de la pression autour de la vessie (la pression de gonflage à l'azote). A part cette erreur d'appellation, il m'a semblé utile de partager mon étude. On y trouve le résultat suivant :

k (= Pmax/Pmin) : 1,25.......1,5........2....... 2,5........3.......3,5......4. ..... … infini
Vutile = VR x … : 0,2.......0,33.....0,50.... 0,60.....0,67....0,71....0,75. ..... … 1

c-à-d plus l'écart de pression k entre pression d'arrêt et pression de déclenchement est grand, plus le volume d'eau que l'on peut tirer sans faire déclencher la pompe est grand. Et j'en donne les valeurs.

Bon. Tout cela est peut-etre évident pour les initiés...!
Cordialement,

[BOB92]

Bonjour

J'ai pas trés bien compris où tu veux en venir derrière tes savants calculs .......

Pmax et min sont les vaurs de réglage du pressostat du réservoir ...
Elles ont leur limites physiques, fonctionnelles, et pratique ......

Mais où est la pression de prégonflage du réservoir ... car c'est bien un paramètre à prendre en compte, ... pression de gonflage, balllon vide d'eau , c'est à dire P=0 ?

Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[apap]

La pression de prégonflage du reservoir est la pression que je nomme Pg.
Et je l'exprime en fonction de la pression Pmin : Pg = (1-p%) x Pmin

Avec la formule, on voit que l'optimum est obtenu avec p% = 0. Et donc, quand la pression de pré-gonflage est égale à la valeur Pmin.

Ce point est controversé : certains disent qu'ils faut mettre Pg à 0,3 bars en dessous de Pmin.
D'autres disent (et mon calcul le confirme), qu'il faut pré-gonfler à la même valeur que Pmin.

Ce pré-gonflage peut se faire "à vide". Je pense qu'il peut aussi se faire avec de l'eau dans le circuit (par exemple, lors d'une maintenance annuelle), en arrêtant la pompe, en ouvrant le robinet situé au point le plus haut (afin de rejeter de l'eau, et de permettre à l'air d'occuper toute la place dans le réservoir), et en ajustant cette pression jusqu'à atteindre Pmin.

Je montre aussi qu'un pré-gonflage qui irait au-delà de Pmin n'est pas dramatique, mais qu'il diminue également le volume d'eau utile.

Enfin, je n'arrivais pas à savoir comment calculer le volume d'un réservoir. Si je connais Pmin et Pmax, par exemple si ils sont dans un rapport de 2,5, alors je devrai appliquer un facteur 0,60 (voir mon tableau) pour connaitre le volume d'eau avant que la pompe ne s'enclenche. Par exemple, un réservoir de 200 litres me donnera : 200 x 0,60 = 120 litres. (bien sur, si je pré-gonfle le réservoir à la valeur Pg = Pmin. Si je pré-gonfle 20% en dessous, je n'aurai que : 120 litres x ( 1 - 20%) = 120 litres x 0,8 = 96 litres... pour un réservoir de 200 litres, cela peut surprendre...)

C'est chouette, non?...

[BOB92]

Bonjour

Ta grande théorie, c'est bien, encore faut-il voir les effets pratiqes de la chose ....


Si tu gonfles au-dessus de Pmin, tu m'expliquera comment la pompe se mettra en route ....

Si tu gonfles à Pmin, tu auras des alés de non mise en route de la pompe, tant dus à la tolérance du pressostat ( erreur propre, erreur due aux varuiatiions de T° , ), et erreurs dus à la pression dans le réservoir ( différence entre pression dynamique et pression statique) ..

Bref, ce n'est pas pour rien si les fabriquants et les professionnels préconisent un prégonflage 0,2 à 0,3 bars au-dessous de Pmin ( étant entendu, qe pour maximiser le volume d'eazu, Pmin est réglé à une valeur minimum compatible avec un puisage "acceptable".

A mon avis, tu est parti un peu vite sur des calculs théoriques sans te soucier des aspects pratiques et des contraintes liées à l'installation.

Je ne sais si ton exposé a un lien avec ce document, que je trouve trés explicite et trés pédagogue pour présenter le problème ..
http://lokistagnepas.canalblog.com/a.../10724310.html

Donc, en conclusion, perso :
- je choisis Pmin en fonction de la qualité minimum de puisage
- je gongfles à -0,2 bars de Pmin,
- je choisis Pmax en cohérence avec les possibuilités des réservoirs, et la pression maxi tolérée sur mon réseau (éventuellement avec un réducteur de pression)
- je chioisis ensuite le volume de réservoir en fonction des besoins de soutirage, et une limitation du nombre de démarrages de la pompe.

Cordialement

[behache]

La pression de prégonflage du reservoir est la pression que je nomme Pg.
Et je l'exprime en fonction de la pression ....
C'est chouette, non?...

Bien sûr, si tu as bien vérifié tous tes raisonnements, calculs etc
Il me semble devoir retenir de ton vertueux calcul que le volume utile dépend de la pression initiale de la vessie (cuve à eau vide).
Je crois qu'il est transposable aux vases d'expansion des chaudières
Merci de m'avoir fait partager cette explication.

Il n'est pas exceptionnel que ce genre de remarque, théorique car ce n'est évidemment pas une question, ne soit pas reçu ici avec le même enthousiasme que celui qui a présidé à son écriture
Cela ne retire rien à leur intérêt quand il s'agit de Futura

[apap]

Bob, Bonjour,
Le lien que tu indiques (et que j'ai mis dans mon premier post) donne aussi beaucoup d'infos pratiques.
Contrairement à moi, c'est l'oeuvre d'un professionnel. Et il préconise aussi de gonfler à exactement Pmin.
C'est ce site qui m'a donné envie de formaliser avec des calculs, calculs qui, sans l'expérience d'un professionnel, n'auraient finalement pas trop de valeur.

Comment la pompe va se remettre en route?
Lorsque la pression baisse et est égale à la pression d'azote (ou de tout autre gaz) du réservoir, il n'y a alors plus d'eau dans le réservoir, mais il en reste dans le réseau. La pression baisse alors plus rapidement, et la pompe se met en route.
Il faut pour cela que le capteur de pression soit branché sur l'eau du circuit (et non pas sur la partie gaz).


Behache,
De fait, je suis un grand incompris!
En fait, et cela doit se voir, j'ai une formation d'ingénieur, et j'ai besoin de calculs (qui sont parfois utiles, surtout si ils permettent de formaliser les choses simplement, ce qui m'a semblé être le cas ici).
Ceci étant dit, j'estime beaucoup ce que les personnes d'expérience disent, car cela prend en compte la réalité des choses.

Dans notre cas, je suggérerais à qlq'un qui monte son installation de faire l'expérience de gonfler à un peu plus de Pmin. Je suis convaincu que cela marche. Mais il serait intéressant de voir si cela ne génère pas un mini coup de boutoir au moment où la pression descend et arrive à Pg, puis se met à descendre brusquement. Si c'était le cas, mais je n'en suis pas sur, cela justifierait le fait de prendre une marge et de faire Pg = Pmin - 0,2 bars. Mais j'ai l'impression que ce 0,2 bar, fruit d'autres habitudes, n'est pas approprié ici...

Bonne soirée à tous!

[apap]

Actuellement, je cherche à réparer 2 pompes (l'une a un vieux réservoir sans vessie, en galva, l'autre n'a pas de réservoir, mais est utilisé pour du goutte à goutte... ce qui est une hérésie...), c'est pourquoi je me suis intéressé au sujet.

Une question : je comprends que le gaz (azote) est injecté non pas dans la vessie, mais entre la partie métallique du réservoir et la vessie. Si, au lieu d'utiliser de l'azote, on utilise de l'air, on va introduire de l'humidité avec l'air, ce qui risque de corroder l'intérieur du réservoir - surtout si celui-ci n'a pas été peint sur sa face interne.

Qlq'un a-t-il une idée sur une facon de pouvoir injecter de l'air, en neutralisant l'humidité qu'il contient?
Car cela ne se trouve pas facilement, une bombonne d'azote ou de gaz neutre???

[behache]

Bonjour à Tous

Une question : je comprends que le gaz (azote) est injecté non pas dans la vessie, mais entre la partie métallique du réservoir et la vessie. Si, au lieu d'utiliser de l'azote, on utilise de l'air, on va introduire de l'humidité avec l'air, ce qui risque de corroder l'intérieur du réservoir - surtout si celui-ci n'a pas été peint sur sa face interne.
Qlq'un a-t-il une idée sur une facon de pouvoir injecter de l'air, en neutralisant l'humidité qu'il contient?

Pourquoi tant te préoccuper de la partie supérieure du ballon en négligeant l'expérience apportée par celle du dessous
N'y a t il pas dans cette dernière de l'eau H20
et de l'air?

Seules les proportions diffèrent
- de l'eau vapeur dans l'air, au dessus
- de l'air (donc aussi des molécule libres 02)dissout dans l'eau, au dessous

Même composants = mêmes réactions

Je comprends bien, au travers de ta question, que tu suggères que l'oxydation serait accélérée en haut/ dessous



mais pourquoi ?

[apap]

Je comprends ta remarque dans le cas des membranes pour les installations de chaudières. Dans le cas de réservoirs avec de l'eau potable, l'eau est entièrement contenue dans une vessie. Il n'y a donc pas de contact entre partie métallique et l'eau.
Il est suggéré dans ce cas de gonfler la partie entre réservoir et vessie avec de l'azote.
D'autant plus que certains fabricants ne mettent pas de peinture sur la face intérieure de leur réservoir.

Dans ce cas, comment gonfler un réservoir sans introduire d'humidité?
* l'azote, mais on n'en trouve pas si facilement.
* l'air, mais il y a toujours de l'humidité, qui va se condenser et risquer de faire rouiller.
* éventuellement du co2 ??? (on trouve des cartouches pour regonfler des pneus de vélo ou voiture)
D'où ma question...

[behache]

Bonjour à Tous

Dans le cas de réservoirs avec de l'eau potable, l'eau est entièrement contenue dans une vessie. Il n'y a donc pas de contact entre partie métallique et l'eau.

Si, dans toute la partie cuve-à eau du réservoir, il y a contact intime entre l'eau, l'oxygène y dissout et l'acier du réservoir !

Dans ce cas, comment gonfler un réservoir sans introduire d'humidité... et risquer de faire rouiller?

- J'avais bien compris !
- Tu te répètes
- Il faut tenir compte des remarques en retour :
Pourquoi affirmes tu que seule l'humidité (vapeur H2O) fait rouiller, quand je te suggère que c'est surtout l'oxygène
- contenu dans l'air pour la partie supérieure gaz du réservoir
- dissout dans l'eau pour la partie cuve à eau du réservoir ,

D'où ma question...

je ne répondrais pas une troisième fois
-si tu n'essayes pas de comprendre ce que je t'ai répondu au sujet de l'application réservoir de pompe à eau
- que tu répètes en boucle, une théorie que je conteste plus ou moins.
Je veux bien croire que tu m'as compris la première fois,
prouve le


PS: Je ne prétends pas détenir la vérité, j'essaye de promouvoir des démarches cartésiennes.

[apap]

OK, c'est l'oxygène qui, en finale, oxyde. Et je comprends que tu suggères qu'en fait, ce n'est peut-etre pas si important que cela (d'éviter le contact avec l'oxygène) car de toutes facons, d'autres parties du réservoir sont en contact avec de l'eau, et donc avec l'oxygène.

Mon interrogation était la suivante : il est demandé de gonfler les vessies de réservoirs avec de l'azote. Si on n'a pas d'azote pur sous la main, comment faire???

Votre réponse me semble etre : on s'en moque, utiliser de l'air. Ai-je bien compris? d'autres ont-ils un avis autorisé?

[behache]

Bonsoir



Tu as non seulement relu mais compris ce que je te disais (je ne prétends avoir raison)

..;il est demandé de gonfler les vessies de réservoirs avec de l'azote.

Il y a une raison à cela.
La membrane, tout comme un pneu, est plus ou moins poreuse aux gaz
La molécule O2, particulièrement coquine se faufille beaucoup plus facilement que celle d'azote au travers des membranes
c'est d'ailleurs heureux pour notre respiration !

Votre réponse me semble etre : on s'en moque, utiliser de l'air. Ai-je bien compris?

Non et maintenant que semble t elle être, rappel méthode cartésienne

[apap]

Behache,
Vous n'avez pas répondu à ma question qui est : avec quoi gonfler la vessie, quand on est un particulier qui n'a pas de cartouche ou de bonbonne d'azote sous la main?...

[behache]

Bonsoir


Ni vous à la mienne
Moi, c'était pour vous laisser le plaisir de vous répondre à vous même :
cela aurait pu être
" avec de l'air "

et surtout d'en tirer les conclusions :
1° aucun risque d'aggraver la corrosion naturelle du ballon
2° ...................

Bonne réflexion

[apap]

Bonjour,
Je viens que me rendre compte que mes formules n'étaient pas exactes. En effet, lorsqu'on utilise la loi des gaz parfaits, il faut utiliser la pression absolue (un volume de gaz à la pression atmosphérique subit une pression de 1 bar, et non pas de 0 bar).
Donc, dans mon calcul, il faut rajouter " + 1 bar " à toutes les pressions utilisées dans la formule des gaz parfaits, car ces pressions sont des pressions relatives. Donc, la formule P x V = constante devient (Prelative + P0 ) x V = constante.... avec P0 = 1 bar...
Cela ne se simplifie pas comme ce que j'ai indiqué précédemment...

Donc, voilà.

Ceci étant, j'ai poursuivi l'étude et fait une page excel permettant de visualiser sur une période de plusieurs minutes la variation du volume d'eau dans le réservoir, selon le débit, la hauteur d'eau du puits à la pompe, les caractéristiques de la machine.
Aux personnes intéressées de vérifier si cela est correct... mais cela semble l'etre...
Voici une vue de ce que cela donne :
Vue d'un fichier pdf sur le remplissage d'un réservoir par une pompe
Et voici le fichier excel pour ceux qui voudraient jouer avec :
Fichier excel sur le remplissage d'un réservoir par une pompe

Les formules deviennent :
avec PO = pression atmosphérique = 1 bar
Volume d'azote (ou d'air) dans le réservoir : Vréservoir x ( Pprégonflage + P0 ) / ( Peau + P0 )
Volume d'eau = Vreservoir - Vazote
Volume utile = Vréservoir x (1 + Ppregonflage / P0 ) x (Pmaxi - Pmini ) / ( 1 + Pmini / P0 ) / ( 1 + Pmaxi / P0 )
Pmini = Pression d'enclenchement du pressostat, Pmaxi = Pression de déclenchement du pressostat

Les résultats sont similaires, mais bon...

En allant sur le site des constructeurs (par exemple celui de Salmson), on trouve la caractéristique de sa pompe, et on peut paramétrer le fichier excel. Cela peut permettre de détecter si une pompe pourra fournir le débit et la pression nécessaires pour fournir le robinet le plus éloigné ou le plus haut...

[apap]

Pour info, j'ai adapté les équations afin de prendre en compte la pression atmosphérique dans la loi des gaz parfaits (utiliser la pression absolue, et non pas la pression relative. Il faut donc y rajouter une pression de 1 bar...). La tendance reste valable, mais c'est plus correct maintenant.

Le post ci-joint donne également des liens vers une représentation visuelle du remplissage/vidage du réservoir. Avec possibilité de paramétrer le fichier...
==> Post
Bonne lecture.
APi.

[apap]

Et voici, en plus du volume utile d'eau contenu dans un réservoir, le genre de courbes que le fichier excel (lien dans le message précédent) permet de visualiser.
Ayant déjà fait une erreur (utiliser la pression relative au lieu de la pression absolue dans la formule des gaz parfaits), je pourrais bien avoir fait d'autres erreurs.
Mais cela m'a bien amusé de tenter de visualiser les choses, et d'avoir finalement l'im-pression (relative...) de mieux comprendre ce qui se passe... et je vous en fait part...
Cordialement,
Apap.