Purgeurs d'air pour vapeur

L'article précédent intitulé Retirer l'air de l'équipement traitait surtout des masses volumiques de l'air et de la vapeur et de la position des purgeurs d'air dans les appareils utilisant la vapeur. L'article qui suit discute du fonctionnement des purgeurs d'air thermostatiques à pression équilibrée dans les systèmes vapeur.

Comment l'air est-il retiré?

Le type de purgeur d'air normalement choisi pour l'évacuation d'air dans les systèmes vapeur est le purgeur d'air thermostatique à pression équilibrée. Il existe aussi des purgeurs d'air à fonctionnement bimétallique, mais la soupape de ces purgeurs s'ouvre et se ferme à une température plus ou moins fixe. Ceci diffère du mécanisme des purgeurs d'air thermostatiques à pression équilibrée dont la soupape s'ouvre et se ferme à une température inférieure de quelques degrés à celle de la vapeur saturée. L'air chaud peut donc être évacué en tout temps même si la température (c.-à-d. la pression) de la vapeur change.

Purgeurs d'air à pression équilibrée (élément X)

Effet de la température et la pression sur l'ouverture de l'élément X

Les purgeurs d'air thermostatiques à pression équilibrée fonctionnent normalement à l'aide d'un élément qui contient un mélange à base d'alcool. Le mélange est spécialement conçu pour qu'il bouille à une température inférieure de quelques degrés au point d'ébullition de l'eau. Lorsque la température du mélange se rapproche du point d'ébullition de l'eau (quelle que soit la pression), le mélange commence à bouillir et crée une pression de vapeur qui agit sur l'élément et le fait gonfler, poussant le diaphragme contre le siège de la soupape et interrompant ainsi le débit. Ce genre de mécanisme s'ajuste très vite aux variations de température, ce qui élimine les problèmes de soufflage presque entièrement.

Mécanisme de l'élément-X

L'élément X est une capsule à diaphragmes multiples remplie d'un liquide qui s'ouvre et se ferme à une température inférieure de quelques degrés au point d'ébullition de l'eau, permettant ainsi l'évacuation de l'air et d'autres gaz non condensables.

Retirer l'air et les autres gaz non condensables des tuyauteries et des appareils est tout aussi important durant le fonctionnement régulier que durant la mise en route d'un système vapeur. Des gaz non condensables comme le dioxyde de carbone peuvent être créés et transportés à travers les tuyauteries si le traitement des eaux d'alimentation de chaudières n'est pas assez efficace. De plus, l'air résiduel à l'intérieur des appareils peut être réchauffé par la vapeur et agir comme obstacle au transfert de chaleur. L'accumulation d'air et autres gaz non condensables peut grandement affecter l'efficacité du système. L'évacuation de ces gaz devraient donc être assurée en tout temps pour maintenir le bon fonctionnement du système.

En somme, l'utilisation de purgeurs d'air est particulièrement importante lorsque la configuration des appareils pourrait occasionner une accumulation d'air ou autres gaz à l'intérieur de ceux-ci ou lorsque le débit d'une purge d'air d'un purgeur de vapeur est parfois insuffisant (par ex., durant la mise en route). Pour les systèmes vapeur, l'utilisation d'un purgeur d'air thermostatique à pression équilibrée plutôt que d'un purgeur d'air bimétallique est fortement conseillée. De plus, l'installation de purgeurs d'air devrait toujours se faire dans un endroit vers lequel l'air a tendance à être poussé.