ensemble Régulateur / Détendeur & où les connecter

Réguler? Détendez-vous!
Régulateur? Détendeur? Simple membrane, double membrane
Et si on en parlait. Tout le monde sait ce que c'est mais j'en ai vu qui.....on va les aider!
On va faire très simple et partir d'un exemple que nous connaissons tous bien.
Un tank à gaz qui tiendrait une pression de 1bar en condition moyenne et une chaudière qui doit réguler à 3 bars.
*Je parle d'un tank à gaz qui n'est pas acollé à la chaudière

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Dictionnaire Larousse: Appareil servant à baisser et à contrôler une pression
Il baissera la pression de votre tank à gaz a la pression requise au bruleur pour son bon fonctionnement.
Pour mémoire, le détendeur que vous avez sur votre bouteille de butane pour la cuisinière baisse la pression de la bouteille à +/- 0.28 mbar pour le butane et 0.38 mbar pour le propane. Vous pouvez souffler la flamme avec votre petite bouche et moi avec ma grande gueule , j'ai un avantage!
Quel est l' intérêt d'un détendeur? De contrôler la pression/débit du gaz et d'éviter que le brûleur ne dépote trop vite au départ pour finir avec trop peu de pression parce que la détente aura ramener la température à celle du point d'ébullition dans le tank à gaz.
Certains chauffent (très légèrement) leur tank à gaz, et ils utilisent par le fait un détendeur pour abaisser et contrôler le débit de gaz.
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Le régulateur:
Dictionnaire Larousse :

Appareil servant à maintenir constante la pression qui règle le fonctionnement d'une machine.

Il coupera l'arrivée de gaz lorsque la pression chaudière arrivera à 3 bars .
a) parce que vous avez taré le régulateur à cette pression
b) le gaz continuera à passer par un tout petit orifice pour alimenter la chaudière.

C'est simple non??
Se rappeler:
Pour baisser la pression du détendeur ; détendre le ressort = dévisser.
Pour monter la pression du régulateur (donc de la chaudière), comprimer son ressort ==> donc visser.

A présent on va voir la différence entre le régulateur simple membrane et le double membrane.

Régulateur simple membrane:
Comme son nom l'indique, il n'y a qu'une membrane qui sépare le coté vapeur du coté gaz.
Il est plus facile à fabriquer mais présente l' inconvénient d’être moins précis. De plus avec le temps , la membrane se détériore et il arrivera un moment ou elle se déchirera et la pression de la chaudière (la vapeur) passera dans le gaz.
Enfin, la surface en contact avec la pression du gaz est identique à celle en contact avec la pression de la vapeur.
Ex: Pression chaudière = 3 bars
Pression du gaz = 0.5 bar.
Il faut donc un ressort plus puissant pour compenser les 2.5 bar de différence. De plus la rémanence du ressort fait en sorte que la pression dans la chaudière peut varier de façon importante.
Le schéma du régulateur de P.Rétif est suffisamment clair pour comprendre le principe. La précision de la régulation est fonction de la sensibilité du ressort.
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Là, je mettrais un bémol , à propos des tanks à gaz qui sont collés contre la chaudière, ou bien ceux qui sont réchauffés plus que nécessaire.
Un régulateur fonctionne sur une différence de pression.Dans notre cas, c'est le ressort qui rattrape les 2.5bar qui viennent fermer le gaz.
Vous comprendrez donc aisément que si vous avez 3 bars dans la chaudière et 3 bars dans le tank à gaz, le régulateur ne sert plus à rien. Il faudrait comprimer le ressort sur 3+2.5 = 5.5 bar, mais les ressorts dont ils sont équipés sont fait pour marcher à une pression un peu supérieure à la pression atmosphérique et sont complétement écrasés dés qu'on leur applique une force équivalente à 1 bar.


Régulateur double membrane:
Il présente le double avantage de :
- ne pas avoir la même membrane en contact avec deux fluides de température et de pression différentes.
-La surface en contact avec la vapeur peut étre divisée par 6 (ex) par rapport à celle du gaz.
Ex: 3 kg sur un 1 cm² = une force de 3 kg sur la membrane.(vapeur)
0.5 kg sur 6 cm² = une force de 3 kg sur la membrane.(gaz)
Cela permet un ajustement plus précis et une hystérésis plus sensible de ressort. Le régulateur de P.Bernard en est l'exemple parfait car sa membrane se déplace à peine et le gaz passe par une duse.
De plus , si une membrane venait à fuir elle n' autoriserait ni le gaz dans la vapeur (douteux de par les différences de pression) , ni la vapeur dans le gaz (classique) .
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Ensemble complet:
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Membrane:
S'il est un point important dont on ne parle jamais, c'est le matériau utilisé pour faire ces membranes.
Il faut savoir que la viscosité du Butane est telle qu 'elle l' autorise à s' infiltrer dans les métaux poreux.Le GPL n'est absolument pas corrosif et n' attaque pas les métaux mais en phase gazeuse il dilue les graisses et le caoutchouc naturel.
C'est la raison pour laquelle, les tuyaux de caoutchouc (qui n'en sont pas) pour les bouteilles de gaz ont une durée vie limitée.
Contrairement à ce que beaucoup de gens pensent, la membrane ne subit pas de dommage du à la chaleur de la chaudière. Le siphon qui les sépare rabaissant cette température dans le régulateur de façon à pouvoir le saisir sans se bruler.
La membrane peut se déformer jusqu'à se déchirer si le bas du régulateur est mal conçu: cavité trop profonde. Elle se déforme aussi lorsque la chaudière refroidit et qu'elle crée un vide, aspirant cette membrane.
Voilà pourquoi l' industrie utilise du nitrile. Ne me demandez pas la composition du nitrile, on s'en fout ! Juste savoir que c'est un "caoutchouc" synthétique et non naturel. On l' appelle comme ça parce qu'à part l' élasticité, il en a pratiquement les même propriétés.
Bref, ce nitrile (peut être armé de surcroît) résistera mieux aux conditions dans lesquelles on l' emploie et conservera son élasticité (donc son étanchéité) plus longtemps.
Malgré tout,la température maxi autorisée n'est souvent que de 70°C, notamment quand on utilise de la membrane pour pneumatique. Il existe des membranes qui résistent à plus chaud, à plus corrosif, à plus....
Quand on a 150°C dans la chaudière, il vaut mieux employer un bon col de cygne. De la vapeur très chaude qui rentre directement dans un régul' qui fuit et qui reste en contact direct avec la membrane affecte ses propriétés et il ne répond plus de la même façon.
ATTENTION: il n'y a pas de vapeur sous la membrane,sauf si il y a fuite. C'est de l'air qui est piégé sous la membrane et isolé par la condensation de la vapeur. Ce coussin d'air atténuant les pulsations qui pourraient subvenir. Encore qu'il est préférable de connecter le régulateur, en haut de la chaudière dans la partie gazeuse.
Cette position permet aussi de pouvoir intervenir rapidement en cas de problème sur le régulateur. En effet il suffit de purger la pression et de conserver l'eau chaude dans la chaudière. Ce qui n'est pas le cas si le régulateur est branché en bas de la chaudière. Dans ce cas-là, il faut attendre que toute l'eau brulante s'évacue dans la coque avant de pouvoir intervenir. Dur! Dur!. L'autre solution est d'installer une vanne d'isolation en sortie de chaudière.
De plus il n'est pas bon de laisser de l'eau stagner dans les régul'. quand on ne s'en sert pas . Un col de cygne de 5 cm de long et 1mm intérieur suffit à transmettre la pression et ne conduit pas la chaleur vers le régulateur.
D'où la nécessité, pour la fiabilité du système, de toujours installer le siphon ainsi que le régulateur en position verticale.
En fait , tant que la vapeur ne circule pas (fuite) , la température est tout à fait acceptable dans le régulateur.
Il y a encore beaucoup à dire, sur ces accéssoires, mais ça viendra petit à petit.


Voilà une question qui revient souvent , et que j’aimerai soumettre à votre sagacité notoire.
-Faut-il connecter son régulateur en haut de la chaudière, de façon à prendre la pression par la vapeur?
Ou bien :
-Faut-il connecter son régulateur en bas de la chaudière, de façon à prendre la pression par l’eau bouillante?

Deux cas d’école s’affrontent!
C’est tout à fait normal, parce que le jour ou tout le monde sera d’accord dans ce sacré pays, on pourra se passer de l’assemblée nationale.
Mais réfléchissons un peu tout de même.

1-Si on prend le cas de la connexion en bas de chaudière, la pression est transmise via une conduite de quelques centimètres, et l’eau étant incompressible, la membrane du régulateur réagit aux variations de pression dans un très court laps de temps .
Ce qui a pour avantage d’être plus précis au passage de la veilleuse et de mieux réguler la flamme du brûleur. La réponse est pratiquement immédiate.
Par contre, il ne faut pas de fuite à ce niveau et que toute l’eau chaude (>120°c) s’échappe dans le canot. Impossible d'intervenir avant que ça refroidisse.
Sur un régulateur simple membrane , en cas de rupture de celle-ci, ça peut faire des dégâts sur la peau.
C’est une théorie.

Une autre.
2-Si on connecte le régulateur en haut de la chaudière, ça présente l’avantage qu’en cas de fuite , on peut laisser purger la pression tout en conservant l’eau dans la chaudière et sans se brûler (ou presque).
Mais quand tout va bien, parce que tu es sur le Bleu et que la Guilde te guide sur le bon chemin de la réflexion et de l'entendement, ça présente aussi l’inconvénient que, la vapeur étant compressible, (élastique), la pression sur la membrane a un temps de réponse plus long . Lorsque la pression atteint celle demandée, la vapeur se comprime contre la membrane, et il y a là un temps de retard jusqu’à ce qu’elle ferme l’arrivée de gaz. Il en va de même quand la pression de la chaudière redescend et réclame de la chauffe. Les temps des réponses étant décalés pour amener doucement la pression à celle de consigne, la veilleuse risque aussi de se souffler à la reprise. Tout dépend du type de brûleur et de la pression de consigne, bien entendu..............et du brûleur.
C'est aussi ce que j'ai expérimenté en faisant des tests avec le compresseur d'air.
Entre le temps de réponse de la membrane du régulateur (ou détendeur) et celle du compresseur, c'est un peu la danse de St Guy et on ne sait pas trop où on en est. C'est plus difficile à régler .
Alors que c'est tellement plus simple et plus fiable de faire un test avec une pompe à eau manuelle .

Il y a un bon compromis que vous connaissez tous.
A savoir que de se connecter en haut de la chaudière avec un col de signe avant le régulateur permet d’avoir un coussin d’eau de condensation entre la chaudière et celui-ci.
Le volume « élastique » de la vapeur étant réduit d'autant.
Environ 30mm de tuyauterie suffit pour pouvoir mettre son doigt sans se brûler.

Mon autre problème, c'est que la plus part des régulateurs sont fait pour se déclencher à 3 bars maxi. Si cette pression de service est généralement admise , un peu de « rabiot » jusqu'à 4 ou 5 bars ne serait pas mal venu.
A ce point, il va falloir qu'on cause de la surface requise de la membrane, versus la pression du tank à gaz.
On voit trop de régulateurs et détendeurs dont la surface de la membrane est trop petite.
Ce qui induit un manque précision et de réactivité, quand ce n'est pas la pression du gaz qui colle la membrane au fond et ne contrôle plus rien.
On a vu des régulateurs qui , mal pensés au départ, empêchaient le gaz de passer. La pression du gaz étant supérieure à celle que pouvait repousser le ressort de la membrane.
En fait si on réfléchit bien, la différence entre le régulateur et le détendeur, c'est que dans le cas du régulateur, c'est la pression de la chaudière qui remplace le ressort du détendeur.
Me trompe-je ???
Ah oui ! Il y a aussi la veilleuse !

De plus, un ressort plus long permet d' avoir une meilleure sensibilité pour le réglage de la veilleuse. Encore un design différent que nos penseurs et autre tourneur de manivelle, notamment du coté de Grenoble, devrait prendre en compte dès que la période d'hibernation le gardera à l'intérieur.
Voilà ! Je ne sais pas ce que vous en pensez, mais j'aimerai avoir votre avis, afin d étoffer le sujet et trouver, peut être, la solution idéale.
Questions :
-Où branchez vous le Régulateur ? Et pourquoi ?
-Quid d'un régulateur avec un plus long ressort et une pression de service jusqu'à 5 bars maxi ?
-Quel rapport entre la surface de la membrane et la pression du gaz pour un détendeur ?

Tous les commentaires sont bienvenus !
Cordialement.