Calcul de purgeur vapeur

Ce calcul de purgeur vapeur sert au dimensionnement du purgeur vapeur à partir du débit de condensats, du coefficient de sécurité de l'application et de la pression différentielle au purgeur. Saisissez le débit de condensats ou la puissance thermique de l'équipement, la pression de vapeur et la contre-pression, et l'outil donne la capacité de purgeur requise, la pression différentielle de dimensionnement, la chaleur latente et la revaporisation à la sortie.

Unités

Valeur connue

Débit de condensats (kg/h ou lb/h)

Puissance thermique (kW ou BTU/h)

Pression de vapeur au purgeur (bar eff. ou psig)

Contre-pression au retour (bar eff. ou psig)

Application (coefficient de sécurité)

Résultats

Saisissez vos valeurs et cliquez sur Calculer pour voir les résultats.

L’outil « Calcul de purgeur vapeur » fait partie de notre rubrique Calculateurs : Chauffage & refroidissement. Parcourez cette rubrique pour dimensionner, convertir et vérifier vos résultats en complément de cet outil.

Ce que fait le calcul de purgeur vapeur

Un purgeur évacue les condensats et l'air d'un réseau vapeur tout en retenant la vapeur. S'il est trop petit, les condensats s'accumulent dans l'échangeur ou la conduite, l'échange thermique baisse et des coups de bélier apparaissent. S'il est beaucoup trop grand, certains types s'usent vite et laissent fuir de la vapeur. L'outil multiplie le débit de condensats par un coefficient de sécurité et indique la pression différentielle à laquelle le purgeur doit évacuer ce débit, comme se lisent les abaques des fabricants.

Calcul du débit de condensats et du purgeur

Quand la puissance est connue, le débit de condensats découle de la chaleur latente de la vapeur à sa pression :

m (kg/h) = Q (kW) × 3600 ÷ h_fg (kJ/kg)

Le purgeur doit ensuite évacuer ce débit multiplié par le coefficient de sécurité sous la pression différentielle qui le traverse :

Capacité = m × CS, sous Δp = p_vapeur − p_retour

La revaporisation apparaît quand le condensat chaud se détend à la pression plus basse du retour : revaporisation % = (h_f1 − h_f2) ÷ h_fg2 × 100, avec les valeurs de la table de vapeur saturée.

Exemple de dimensionnement purgeur vapeur

Une purge sur une conduite vapeur à 7 bar eff. évacue 250 kg/h de condensats vers un retour à 0,5 bar eff. :

Capacité = 250 × 2 = 500 kg/h sous 6,5 bar

Choisissez un purgeur dont l'abaque indique au moins 500 kg/h sous 6,5 bar de pression différentielle et dont la pression nominale couvre 7 bar eff. La chaleur latente à 7 bar eff. est de 2 048 kJ/kg, et 11,6 % des condensats se revaporisent à la pression du retour.

Comment dimensionner un purgeur

Choisissez les unités métriques ou US. Si vous connaissez le débit de condensats, saisissez-le en kg/h ou lb/h ; sinon choisissez la puissance thermique et indiquez la chaleur transmise par l'équipement en kW ou BTU/h, l'outil la convertit en condensats avec la chaleur latente de la vapeur. Saisissez la pression de vapeur à l'entrée du purgeur et la contre-pression au retour, puis choisissez l'application qui fixe le coefficient de sécurité. Cliquez sur Calculer.

Lire la capacité requise du purgeur vapeur

La capacité requise est le débit que le purgeur doit passer sous la pression différentielle indiquée, et non sous la pression de vapeur. La capacité baisse avec la pression différentielle ; sur un équipement à vanne modulante, où la pression peut descendre près de la contre-pression, dimensionnez sous la plus faible pression différentielle de service. Le taux de revaporisation indique la vapeur que le retour doit transporter ; au-delà d'environ 10 %, un ballon de revaporisation permet de récupérer l'énergie.

Quand faire le choix du purgeur vapeur

Choisir les purgeurs de purge le long d'une conduite principale
Dimensionner les purgeurs d'échangeurs, de batteries et d'aérothermes
Vérifier un purgeur existant après une hausse de charge
Convertir une puissance en débit de condensats
Estimer la vapeur de revaporisation pour un réseau de retour

Erreurs courantes pour dimensionner un purgeur

Dimensionner à la pression de vapeur. Utilisez la pression différentielle au purgeur.
Choisir selon le diamètre de raccordement. Choisissez le purgeur selon sa capacité.
Oublier le coefficient de sécurité. La charge au démarrage dépasse largement la charge de service.
Négliger la hauteur de relevage. Chaque mètre ajoute environ 0,1 bar de contre-pression.

Conseils pour le purgeur vapeur

Purgez chaque équipement séparément, ne regroupez jamais les purgeurs.
Placez un filtre et un point de contrôle avant chaque purgeur.
Utilisez une pompe-purgeur là où la pression de la batterie peut s'effondrer.

Outils liés à la vapeur et au chauffage

Le calcul de quantité de chaleur donne la chaleur absorbée par un produit, qui fixe le débit de condensats. Pour les réseaux d'eau chaude, le calcul de débit de chauffage dimensionne le débit d'eau.

Choix du purgeur vapeur sur charge modulée

Sur un échangeur avec vanne de régulation de température, la pression de vapeur dans la batterie baisse quand la charge diminue. À charge partielle, elle peut tomber au niveau de la contre-pression ou en dessous, une situation de blocage où aucun purgeur ne peut évacuer par la seule pression. C'est pourquoi ces applications reçoivent un coefficient plus élevé et souvent une pompe-purgeur. Relever les condensats vers un retour en hauteur ajoute environ 0,1 bar de contre-pression par mètre. La puissance de l'échangeur découle du débit et de l'échauffement du produit, que le calcul de quantité de chaleur détermine.

Revaporisation et réseau de retour

Les condensats quittent le purgeur à la température de saturation de la vapeur. En entrant dans un retour à plus basse pression, une partie se revaporise, et la conduite de retour doit être dimensionnée pour cette vapeur, pas seulement pour l'eau. Les ballons de revaporisation et les bâches alimentaires sont eux-mêmes des équipements sous pression, et le calcul d'appareil à pression donne une première épaisseur de virole. Pour les réseaux d'eau chaude basse pression, dimensionnez la boucle avec le calcul de débit de chauffage.

Coefficient de sécurité purgeur selon l'application

Application	Coefficient de sécurité usuel
Purge de conduite principale	2x
Échangeur, pression de vapeur constante	2x à 2,5x
Échangeur avec vanne modulante	3x
Aérotherme ou batterie de chauffe	3x à 3,5x
Traçage vapeur	1,5x à 2x

Chaleur latente et revaporisation à la pression atmosphérique

Pression de vapeur	Chaleur latente	Revaporisation à 0 bar eff.
1 bar eff. (14,5 psig)	2 201 kJ/kg	3,8 %
3 bar eff. (43,5 psig)	2 133 kJ/kg	8,2 %
5 bar eff. (72,5 psig)	2 086 kJ/kg	11,2 %
7 bar eff. (101,5 psig)	2 048 kJ/kg	13,4 %
10 bar eff. (145 psig)	2 000 kJ/kg	16,0 %
14 bar eff. (203 psig)	1 946 kJ/kg	18,9 %

Questions fréquentes : Calcul de purgeur vapeur

Comment dimensionner un purgeur vapeur ?

Déterminez le débit de condensats, multipliez-le par le coefficient de sécurité de l'application et choisissez un purgeur qui évacue ce débit sous la pression différentielle entre la vapeur et le retour.

Quel coefficient de sécurité pour un purgeur ?

Environ 2 pour les purges de conduite et les équipements à pression constante, environ 3 pour les échangeurs à vanne modulante et les aérothermes.

Qu'est-ce que la pression différentielle d'un purgeur ?

C'est la pression de vapeur à l'entrée moins la contre-pression au retour. Les abaques de capacité se lisent à cette différence.

Comment calculer le débit de condensats ?

Divisez la puissance par la chaleur latente de la vapeur : kg/h = kW × 3600 ÷ kJ/kg.