Protection contre la corrosion
dans les installations de chauffage à eau chaude avec diffusion d'oxygène:
OxyFree
Introduction
L'utilisation de tuyaux en matière synthétique pour les chauffages au sol s'est largement imposée depuis les années septante et à cette époque les conséquences négatives étaient inconnues. Quelques années plus tard, on constatait dans un grand nombre d'installations d'importants dégâts dus à la corrosion. Des recherches approfondies ont prouvé qu'une faible diffusion d'oxygène intervenait à travers les tuyaux en matière plastique et engendrait les dégâts évoqués.
Dès lors, les sociétés Guldager, spécialisées depuis de longues années dans le traitement de l'eau, ont analysé le problème et trouvé une solution valable et économique.
Définition du problème
La matière généralement utilisée dans une installation de chauffage est l'acier non allié. Ce dernier convient parfaitement et aucun problème majeur n'est survenu dans les installations de chauffage jusqu'à l'introduction de la matière synthétique.
Les chauffages emploient en générale de l'eau courante comme médium. L'eau contient en moyenne 8-10 mg/l d'oxygène dissous, lequel est rapidement consommé par la corrosion de l'acier après une brève durée d'exploitation du chauffage. En l’absence d’apport supplémentaire d'oxygène (par ex. par des additions d'eau fraîche), cette corrosion cesse et l'installation de chauffage peut être exploitée sans dérangement pendant des années.
L'acier est donc suffisamment résistant à la corrosion dans de l'eau de chauffage exempte d'oxygène.
Comme mentionné dans l'introduction, des tuyaux en matière synthétique non hermétiques à la diffusion d'oxygène étaient vendus sur le marché dans les années septante. Les problèmes étaient préprogrammés lors de raccords de tuyaux en matière synthétique à une installation en acier. On ignorait le fait que l‘oxygène diffuserait dans l'eau du chauffage malgré le béton et la gaine de matière synthétique.
La solution
Aujourd'hui il existe des tuyaux en matière synthétique avec une couche étanche à l'oxygène, lesquels ne devraient plus poser de problèmes pour les nouvelles installations.
Pour les installations existantes, il existe -indépendamment du changement des tuyaux en matière synthétique- différentes possibilités:
- Séparer les circuits par des échangeurs résistant à la corrosion.
- Ajouter à l'eau du chauffage un inhibiteur de corrosion adéquat qui protège l'acier, même en présence d'oxygène.
- Consommer l'oxygène de l'eau du chauffage par des anodes en magnésium.
- Consommer l'oxygène du chauffage par des anodes en aluminium et du courant externe.
Considérons ces solutions de façon plus approfondie:
- La séparation des circuits n'est en pratique que partiellement possible et est d'autre part une solution coûteuse.
- L'addition d'inhibiteurs dans l'eau du chauffage est, du point de vue théorique, une excellente solution, mais dans la pratique n'a pas toujours fait ses preuves. En particulier dans le cas de systèmes déjà corrodés, des précautions sont nécessaires du fait de la corrosion perforante par une concentration insuffisante d'inhibiteurs dans les fentes, ainsi que sous la boue ou sous les dépôts de rouille.
- Dans le cas d'anodes sacrificielles sans courant imposé (par ex. Anocor-HB), les anodes en magnésium sont montées dans un réservoir de réaction et ce dernier dans le retour du chauffage. Une certaine quantité d'oxygène est prélevée de l'eau du chauffage par la corrosion des anodes et par réaction cathodique et la valeur du pH est relevée mais de façon incontrôlée. La diminution de la conductivité électrique de l'eau, comme par ex. par la précipitation de la dureté carbonatée, réduit en outre l'effet des anodes.
- L'installation OxyFree offre une protection efficace et contrôlée des installations de chauffage. Il s'agit d'une installation d'électrolyse pilotée. Une anode sacrificielle en aluminium et une électrode de référence durable en chlorure d'argent/argent sont montées dans un réservoir de traitement géné-ralement placé dans le débit intégral de la conduite de retour. La cathode en acier est amenée, par cette électrode de référence et son potentiostat, à un potentiel qui provoque la réduction de l'oxygène dissous conformément à la réaction suivante:
O2 + 2H2O + 4e- ---> 4OH-
La réaction suivante n'est pas déclenchée grâce à la commande de potentiel:
2H2O + 2e- ---> 2OH- + H2
c'est-à-dire qu'il n'y a pas de dégagement d'hydrogène sur la cathode et d'oxygène à l'anode.
Après quelques semaines d'exploitation des installations OxyFree, les modifications suivantes de la composition de l'eau ont été constatées dans la pratique:
- réduction de la teneur en oxygène
- relevage de la valeur du pH à env. 8,5
- réduction de la conductivité.
- Armoire de commande
- Electrode de référence
- Oxygène
- Anode sacrificielle en aluminium
- Ballon de traitement
- Avant traitement: eau de chauffage chargée en oxygène provenant de tuyaux en plastique perméables.
- Après traitement: teneur en oxygène dans l’eau de chauffage inférieure à 0,1 mg/l
Critères de montage
En premier lieu, l'installation de chauffage est inspectée et une analyse de l'eau effectuée. Le volume du réservoir est généralement conçu d'après le débit ou la capacité en eau de chauffage et s'élève à env. 5% de cette capacité.
Le réservoir de traitement est fourni fini, isolé par Guldager et monté par la société de chauffage. L'armoire de commande doit être raccordée par un électricien.
Service
Les anodes d'aluminium possèdent une longévité de 3-5 ans et sont changées simultanément lors du nettoyage du réservoir par Guldager.
La surveillance de l'installation de protection est réalisée de façon sûre et simple par des diodes lumineuses sur l'armoire électrique. La nécessité d'un changement d'anode est également signalée.
Un contrat de service pour un contrôle électrique annuel et une analyse de l'eau sont offerts pour chaque installation.
Installations
| type 50 |
type 200 à 1000 |
 |
 |
| |
type |
50 |
200 |
400 |
600 |
1000 |
| |
Circulation m3/h |
2,5 |
10 |
20 |
30 |
50 |
| |
Pression de service bar |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
| A |
Hauteur hors tout sans purgeur |
1270 |
1420 |
1585 |
1735 |
2195 |
| B |
Diamètre isolation comprise |
460 |
660 |
780 |
900 |
1010 |
| C |
Entraxe entrée-sortie d’eau |
645 |
884 |
1030 |
1080 |
1330 |
| D |
Distance min. jusqu’au plafond |
800 |
- |
- |
- |
- |
| E |
Distance min. depuis le sol |
- |
350 |
350 |
425 |
515 |
| F |
Raccords entrée-sortie |
2" |
2 1/2" |
3" |
4" |
4" |
| G |
Vidange, ébouage |
3/4" |
1 1/2" |
2" |
2" |
2" |
| H |
Purge d‘air |
3/4" |
1/2" |
1/2" |
1/2" |
1/2" |
Coffret de commande
| type |
AD01 |
| Matériau |
polystirol |
| Voyants |
fonctionnement normal, dérangement, panne |
| Couleur |
gris RAL 7035 |
| Protection |
IP 54 |
| Raccordement électrique |
230 V |
| Réservoir |
|
| Ballon de traitement |
St 37 |
| Electrode de référence |
électrode de référence permanente argent/chlorure d’argent |
| Anode |
aluminium pur |
| Température de service |
jusqu’à 100°C |
| Purge d‘air |
purgeur d’air automatique avec clapet de retenue |
| Vidange |
robinet d’ébouage et de vidange |
| Isolation type 50 |
laine de roche |
| Isolation type 200-1000 |
mousse (sans FCCH) |
| Manteau type 50 |
tôle d‘aluminium |
| Manteau type 200-1000 |
PVC |