Réalisez des économies grâce aux solutions d'alimentation chaudière directe

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1 Réalisez des économies grâce aux solutions d'alimentation chaudière directe Alimentation chaudière Grundfos : 0 vanne de régulation Les installations d'alimentation chaudière traditionnelles sont équipées de vannes de régulation, de bypass et de pompes surdimensionnées. Grundfos a une approche directe unique qui réduit les coûts d'installation et de fonctionnement annuels de près de 60 %. Analyse technique Les ingénieurs Grundfos ont développé une installation d'alimentation chaudière unique qui ne requiert aucune vanne d'alimentation, ce qui se traduit par des économies conséquentes pour les clients, sur les coûts d installation et de fonctionnement. Avantages et inconvénients des installations commandées par vanne d'alimentation Dans les installations d'alimentation chaudière avec vanne d'alimentation (voir Figure 1), le niveau d'eau est régulé par la vanne, elle-même commandée par un capteur de niveau situé sur la chaudière. La vanne d'alimentation commande la prise d'eau, qui est régulée en 1

2 fonction de la consommation de vapeur. Cela nécessite toutefois que la pompe d'alimentation soit réglée sur «fonctionnement continu». Figure 1 : alimentation chaudière avec vanne d'alimentation «Cette installation fonctionne parfaitement et présente l'avantage d'être utilisable avec des chaudières à vapeur de toutes tailles, déclare Søren Mortensen, responsable Application pour Grundfos Industrial Solutions. La quantité d'eau qui s'écoule dans la chaudière est proportionnelle à la consommation de vapeur, le risque de surébullition est minime et la qualité de la vapeur demeure élevée grâce à un niveau constant dans la chaudière. Une installation d'alimentation chaudière par vanne d'alimentation avec pompes à vitesse variable offre les mêmes avantages et permet des économies d énergie sur le fonctionnement des pompes». Cependant, Søren Mortensen identifie trois inconvénients majeurs : La vanne d'alimentation est coûteuse à l'achat et à l'entretien. La perte de pression dans la vanne d'alimentation implique l utilisation d une pompe d'alimentation plus puissante. Un bypass est synonyme de débit excessif et de frais plus importants pour pomper cette eau supplémentaire. 2

3 «Dans certaines installations plus avancées, on ajoute une vanne sur le bypass afin de pouvoir le fermer lorsqu'il n'est pas nécessaire, ajoute Søren Mortensen. Cela représente un surcoût». L'approche directe Pour résoudre ces problèmes, Grundfos a adopté une approche intelligente globale dans le cadre de son programme isolutions. «Nous avons élaboré le concept d'alimentation directe en considérant la chaudière uniquement comme un réservoir ouvert avec une haute pression que nous devions maintenir à un certain niveau, explique Søren Mortensen. Nous avons d'abord réfléchi à l installation et à la manière d éliminer les vannes d'alimentation en utilisant des capteurs pour commander les pompes». Cette réflexion a donné naissance à un système simplifié (voir Figure 2) dans lequel le niveau d'eau de la chaudière est directement régulé par une pompe à vitesse variable, sans recours à une vanne d'alimentation. Un capteur de niveau situé sur la chaudière est utilisé pour commander la prise d'eau en fonction de la consommation de vapeur ; on maintient ainsi un niveau d'eau constant. Figure 2 : alimentation chaudière avec pompes à vitesse variable sans vanne d'alimentation «Comme avec les installations d'alimentation commandées par vanne, la configuration sans vanne fonctionne efficacement avec tous les types et tailles de chaudière afin de réduire le risque de surébullition, indique Søren Mortensen. Cependant, bien que les 3

4 installations équipées d une vanne subissent des pertes de pression dans la vanne d'alimentation, ce problème est résolu par l'approche directe». Économies réalisées grâce à l'absence de vanne Le plus important pour les clients est le rendement énergétique et les économies liées à la solution sans vanne, comme illustré par les données ci-dessous (voir Figure 3) : Figure 3 Tableau : les dépenses énergétiques annuelles de l installation d'alimentation chaudière directe Grundfos sont bien inférieures à celles des installations d'alimentation chaudière avec vanne de régulation. Le principe de base est l'alimentation d'une chaudière à vapeur à une pression de 10 bar et à 12 tonnes/heure. Dans les deux cas, une pompe CR Grundfos consomme de l'électricité : modèle CRE15-8 pour l'alimentation chaudière directe et modèle CR15-14 avec vanne de régulation. Source : Grundfos «Comme nous pouvons le voir, déclare Søren Mortensen, la perte de pression dans la vanne d'alimentation signifie qu'une alimentation chaudière avec ce composant nécessite une consommation électrique plus élevée pour atteindre le même niveau : ici, kwh contre kwh, soit 85 % supplémentaires». Par conséquent, les dépenses énergétiques annuelles avec l'alimentation chaudière directe Grundfos sont inférieures de 46 % à celles d une installation avec vanne. Les frais de maintenance des vannes font augmenter le coût d'une alimentation chaudière avec vanne de 1 000, ce qui porte les dépenses annuelles totales à 3 972,50, soit plus du double des coûts de fonctionnement annuels de l'alimentation chaudière directe. 4

5 En effet, les économies réalisées en une année seulement avec l'alimentation chaudière directe Grundfos couvrent le coût d'achat de la vanne d'alimentation onéreuse (de à ) avec actionneur électrique pour la chaudière avec vanne utilisée dans cette expérience, comme le souligne Søren Mortensen. Coûts d'installation réduits Une installation d'alimentation chaudière sans vanne d'alimentation ni bypass est synonyme de coûts d'installation réduits. «Avec une alimentation directe, la pompe est également plus petite qu'avec une vanne d'alimentation car il n'y a aucune perte de pression, ajoute Søren Mortensen. La dimension d'une pompe dépend de la pression, du débit et des facteurs de sécurité obligatoires, mais celle-ci sera toujours plus petite avec l'alimentation directe et donc moins coûteuse». Image : pour les chaudières sans vanne ni bypass, un système simplifié réduit les coûts d'installation et de maintenance, d'après Søren Mortensen, responsable Application chez Grundfos. «Les coûts d'installation varient selon les pays, mais plus la pression est élevée, plus la vanne d'alimentation requis coûte cher. Ainsi, lorsqu'une pression plus élevée est requise, les économies réalisées sont encore plus importantes avec l'alimentation directe.» 5

6 Cependant, l'alimentation directe n'est pas applicable lorsque plusieurs chaudières partagent une même tuyauterie d'alimentation. «La pompe peut uniquement réagir à un seul signal de capteur, explique Søren Mortensen. Cette situation tend à se produire dans les usines anciennes, par exemple les brasseries, les abattoirs, les laiteries, etc. qui produisaient une petite quantité de vapeur lors de leur création, mais qui ont ajouté une chaudière, puis une autre, connectées à une même tuyauterie d'alimentation à mesure qu'elles se développaient. Dans ce cas, nous pouvons fournir une solution avec vanne d'alimentation. Toutefois, nous proposons, dans la mesure du possible, l installation d'alimentation directe qui est beaucoup plus performante et économique.» Résumé Pour les chaudières qui disposent de leurs propres tuyauteries d'alimentation, les avantages de l'alimentation chaudière directe Grundfos sont considérables. Sans vanne ni bypass, un système simplifié réduit les coûts d'installation et de maintenance. En éliminant le problème de perte de pression par la vanne d'alimentation, il est possible d'utiliser des pompes plus petites et moins onéreuses, ce qui réduit de près de moitié la quantité d'énergie requise pour alimenter les pompes. Ces économies d énergie entraînent une baisse considérable des coûts de fonctionnement annuels. À propos des Grundfos isolutions Les Grundfos isolutions constituent une approche globale. Elles combinent l'ensemble des offres Grundfos, notamment les pompes intégrées et standard avec des commandes, des capteurs et des entraînements à fréquence variable, pour créer la solution intelligente répondant aux besoins de votre installation. Cela permet de réduire le coût total, tout en optimisant le rendement énergétique. En savoir plus sur les Grundfos isolutions 6