Bien choisir son circulateur

Transcription

1 AICVF-1

2 Généralités Construction / Réglementation / Evolution des circulateurs Rappel d hydraulique Pertes de charge / Courbe d un circulateur / Point de fonctionnement / Détermination Débit, Hmt / Zone d utilisation / Les puissances AICVF-2

3 Variation de vitesse Intérêt de la VEV / Economies d énergie Fonctionnalités (Siriux- Priux) / Exemples d installation Connaissances pratiques Pression, point neutre / NPSH / Mise en service / Remplacement / Gamme d entretien AICVF-3

4 Généralités Construction des circulateurs rotor noyé Refoulement Tube d étanchéité entre Stator et Rotor Stator Eau dans cavité rotorique Rotor Axe horizontal Aspiration Coussinets Pas de pièces d usure AICVF-4

5 Généralités Réglementation circulateur Energy related Products Circulateur Impératif pour être * 0,27 En Europe : Depuis le 1 er janvier 2013 : Commercialisation interdite pour les produits «Distribution» * * 0,23 Aout 2015 : Commercialisation interdite pour les produits «OEM» Règlement Européen 641 / 2009 AICVF-5 Circulateurs jusqu à 2500 W

6 Généralités L évolution des circulateurs Ancienne gamme: Moteur asynchrone Nouvelle gamme: Moteur synchrone VEV Domestique NXL / NYL / etc B / C Siriux home Priux home Au 1/1/2013 Collectif SCX / SXM / C1000 etc Siriux master Priux master Alimentation monophasé 230V AICVF-6

7 Généralités L évolution des courbes de circulateurs Ancienne gamme: Moteur asynchrone Nouvelle gamme: Moteur synchrone VEV Courbes circulateur 3 vitesses Plages de fonctionnement: Delta Pv / Delta Pc AICVF-7

8 Rappel d hydraulique Pertes de charge Courbe de pompe, Point de fonctionnement Détermination débit, pression Zones d utilisation, puissances AICVF-8

9 Rappel d hydraulique Les pertes de charge PA PB A B La différence de pression P = PA - PB entre deux points (A) et (B) d'un circuit hydraulique a pour origine : La perte de pression due à la circulation de l eau dans une installation (tuyau, accessoires). Cette perte de pression correspond à la pression que la pompe doit fournir. AICVF-9

10 Les pertes de charge Installation à l horizontale Rappel d hydraulique 2 bars A A 2 bars A 2 bars 2 bars B Vanne fermée 1,8 bars Vanne partiellement ouverte (1 m3/h) B B 1,2 bars Vanne ouverte (2 m3/h) Conclusion : toute circulation de fluide entraine une perte de pression Perte de charge Perte de charge 0,8 bar Perte de charge Débit 0,2 bar Débit Débit 1 m3/h 2 m3/h Cette courbe est appelée : Courbe de perte de charge ou courbe de réseau AICVF-10

11 Rappel d hydraulique Pertes de charge Courbe de pompe, Point de fonctionnement Détermination débit, pression Zones d utilisation, puissances AICVF-11

12 Rappel d hydraulique Courbe hydraulique d un circulateur Pression maxi Robinet fermé Pression médium Robinet 1/2 ouvert Pression mini Robinet ouvert Pression Pression Pression Débit Débit Débit Tout circulateur/pompe a une courbe débit / pression similaire à celle-ci-dessus. AICVF-12

13 Rappel d hydraulique Courbes réseau / pompe HMT Courbe pompe Courbe de pertes de charge (réseau) Point de fonctionnement Débit fourni par la pompe Débit Q AICVF-13

14 Rappel d hydraulique En génie climatique : Nous sommes en circuit fermé La Hauteur Manométrique Totale ou pression fournie par la pompe? Elle est égale aux pertes de charge du réseau, c est à dire aux pertes de pression liées à la circulation de l eau dans les tuyauteries. HMT = D P AICVF-14

15 Rappel d hydraulique Détermination de la courbe de réseau et du débit 2 - Pression Refoulement P ref HMT (mce) 5 - Réseau Pompe 3 - HMT pompe = P ref - P asp 1 - Pression Aspiration P asp 4 - Débit dans l installation Débit (m3/h) AICVF-15

16 Rappel d hydraulique Hauteur géométrique Quelle pression à fournir par la pompe? Hg Hg = 10 m Installations identiques Ø et longueur tuyau Nb de radiateurs Hg = 0 La pression à fournir par la pompe est identique. La hauteur géométrique n intervient pas dans la HMT. AICVF-16

17 Rappel d hydraulique Pertes de charge Courbe de pompe, Point de fonctionnement Détermination débit, pression Zones d utilisation, puissances AICVF-17

18 Rappel d hydraulique Détermination du débit Estimation des besoins calorifiques et débit pompe Puissance calorifique Supposons 260 kw Installation collective Q m3/h Débit = P kw 1,163 x DT C Différence température Départ / Retour (15 C) Débit de 15 m3/h AICVF-18

19 Rappel d hydraulique Détermination rapide de la pression à fournir PdC* Le calcul de pertes de charges se fait sur la boucle la plus longue. A défaut d information précise on prendra : La longueur approximative de la boucle la plus longue = LT Et 20 mmce x LT + PdC* = Pression à fournir par la pompe * = Perte de charge de l élément terminal le plus éloigné + les éventuelles pertes de charge supplémentaires sur le réseau AICVF-19

20 Rappel d hydraulique Pertes de charge Courbe de pompe, Point de fonctionnement Détermination débit, pression Zones d utilisation, puissances AICVF-20

21 Rappel d hydraulique Courbe de pompe - Zone de fonctionnement La zone normale d'utilisation est la zone 2, c'est une zone dans laquelle : Les efforts mécaniques sur les pièces de la pompe sont sains et équilibrés, Le rendement énergétique global est bon; la courbe comporte même un point particulier appelé point de meilleur rendement. Hmt PMR Zone 1 Efforts mécaniques maxi Mauvais rendement Risque échauffement du fluide Zone 2 Zone 3 P1 maxi, risque Risque de cavitation Mauvais rendement Qm 3 /h AICVF-21

22 P1 Puissance consommée P1 (kw) = Rappel d hydraulique P2 Hyd (kw) x 100 Rendement moteur (%) Refoulement P Hyd (kw) = Puissances: Puissance hydraulique Q (m3/h) x H (mce) x Densité 367 Rendement moteur Rendement Hyd. Aspiration P2 Hyd (kw) = P Hyd (kw) x 100 Rendement Hyd (%) AICVF-22 P2 moteur Puissance moteur utilisée idem P2 nominal moteur = puissance maxi disponible au bout d arbre moteur Prévoir un P2 nominal > au minimum de 5 / 10 % par rapport au P2 Hyd P2 Hyd Puissance nécessaire au bout d arbre pompe

23 La variation de vitesse Intérêts Economies d énergie Fonctionnalités (Siriux, Priux) Notions de régulations Exemples d application AICVF-23

24 La variation de vitesse Relation Débit / Puissance Estimation des besoins calorifiques et débit pompe Puissance calorifique Q m3/h Débit = P kw 1,163 x DT C Supposons 260 kw Installation collective Besoins pour des conditions extrêmes Débit de 15 m3/h Différence température Départ / Retour (15 C) AICVF-24

25 La variation de vitesse Relation Débit / Puissance Chauffage - Profil Blue Angel Climatisation - Profil ESEER European Seasonal Energy Efficiency Ratio C est ce profil qui permet de définir la classification EEI des circulateurs en chauffage. AICVF-25

26 La variation de vitesse Intérêt Evolution débit / pression sur l installation HMT Réduction de débit : Par évolution du réseau en fermant les robinets thermostatiques HMT réelle pour besoin réduit HMT besoin maxi Point de fonctionnement Besoin maxi HMT nécessaire pour besoin réduit Point théorique Besoin réduit Surplus de HMT inutile Débit besoin réduit Débit besoin maxi Q AICVF-26

27 La variation de vitesse Intérêt Evolution débit / pression sur l installation HMT Réduction de débit : Par réduction de la HMT pompe en réduisant sa vitesse HMT besoin maxi Point de fonctionnement Besoin maxi HMT nécessaire pour besoin réduit Point théorique Besoin réduit AICVF-27 Economie liée à la variation de vitesse Débit besoin réduit Débit besoin maxi Q

28 La variation de vitesse Intérêt Evolution débit / pression sur l installation HMT HMT constante : Par réduction de la vitesse de rotation pompe Réduction de débit : Par évolution du réseau en fermant les robinets thermostatiques HMT constante Point de consigne, réglable DELTA P CONSTANT Q max Q AICVF-28

29 La variation de vitesse Intérêt Evolution débit / pression sur l installation HMT HMT variable : Par réduction de la vitesse de rotation pompe Réduction de débit : Par évolution du réseau en fermant les robinets thermostatiques HMT consigne Point de consigne, réglable = HMT variable = DELTA P VARIABLE Q max Q AICVF-29

30 La variation de vitesse Intérêt Evolution débit / pression sur l installation Mode à retenir lorsque les pertes de charges linéaires sont faibles, elles sont essentiellement dans les terminaux Chauffage: Plancher chauffant Eau glacée: Ventilo convecteur, CTA Mode à retenir lorsque les pertes de charges linéaires sont fortes Attention: la pompe doit être parfaitement définie et l installation correctement équilibrée Chauffage: Radiateurs AICVF-30

31 La variation de vitesse Intérêt Les solutions Salmson Technologie rotor noyé Monophasé AICVF-31

32 La variation de vitesse Intérêt Estimation de la consommation électrique de la pompe Prenons un circulateur standard Quelle sera sa consommation électrique? pour un débit de 15 m3/h pour un débit de 7,5 m3/h Supposons une HMT de 6 mce AICVF-32

33 La variation de vitesse Intérêt Exemple Consommation électrique en collectif (Débit 15 m3/h) SXM 40-80N P1 450 W 575 W 30 % Surconsommation 225 W 400 W ou 72 % d économies Siriux P1 125 W 400 W 60 W en régime nuit Débit moyen 7,5 m3/h Débit maxi 15 m3/h 6 mce AICVF-36

34 La variation de vitesse Intérêt Exemple Consommation électrique en collectif (Débit 15 m3/h) SCX 40-80N P1 450 W Consommation électrique : 270 par an Coût pompe : 965 TG Retour 3 ans environ Siriux P1 ou 125 W Consommation électrique : 62 par an Coût pompe : 1642 TG 60 W en régime nuit Débit moyen 7,5 m3/h * kwh = 0, h / an 6 mce AICVF-37

35 La variation de vitesse Les solutions à forte économies d énergies Performances Construction Circulateur Rotor noyé jusqu à: 60m3/h 17 mce Siriux Master Priux Master Moteur synchrone haut rendement monophasé Pompe Rotor sec jusqu à: 120m3/h 51 mce Moteur synchrone haut rendement triphasé >IE4 (selon IEC Ed.2) Ixens Floskid De 50m3/h: 360m3/h 45 mce Système compact préassemblé Fortes économies d énergies grâce à son mode de fonctionnement en cascade AICVF-38

36 La variation de vitesse Intérêts Economies d énergie Fonctionnalités (Siriux, Priux) Notions de régulations Exemples d application AICVF-39

37 La variation de vitesse Siriux Home, Priux Home, Priux Master Modes de régulation 2 modes de fonctionnement DELTA P CONSTANT DELTA P VARIABLE AICVF-40

38 La variation de vitesse Siriux Master Modes de régulation 3 modes de fonctionnement DELTA P CONSTANT DELTA P VARIABLE VITESSE CONSTANTE AICVF-41

39 La variation de vitesse Siriux Master Modes Commande Courbe QH variable pilotée DELTA P CONSTANT Localement sur afficheur Consigne pression Vitesse fixe DELTA P VARIABLE Commande à distance : signal 0 / 10 V On / Off VITESSE CONSTANTE Courbe QH fixe Nota : les fonctionnalités exactes sont à examiner par gamme de produits. Pression ou vitesse AICVF-42

40 La variation de vitesse Siriux Master Modes et paramètres Commande et Exploitation Courbe QH variable pilotée DELTA P CONSTANT Via un bus de communication ModBus (par Passerelle) Lonwork, Can, Bacnet Commande et exploitation en réseau DELTA P VARIABLE Localement via : un PDA le Salmson pump control VITESSE CONSTANTE Courbe QH fixe Nota : les fonctionnalités exactes sont à examiner par gamme de produits. Commande et exploitation AICVF-43

41 La variation de vitesse Siriux Master Le Siriux simple Avantages : - compatible fluide de -10 C (climatisation) à 110 C - relais thermique non nécessaire (protection intégrée et calibrée). Seul la protection court-circuit est nécessaire (fusible am, magnétique) - couple de démarrage élevé - dégommage intégré, fonctionne quelques secondes toutes les 24 heures Ne pas couper l alimentation électrique Si nécessité d arrêter la pompe, utiliser soit : le ON / OFF pompe un module IF optionnel Ext Off Alimentation électrique monophasée 230V Important : Prévoir un module IF en option pour certaines fonctionnalités AICVF-44

42 La variation de vitesse Siriux Master Le Siriux D double : normal secours ou cascade Important : Prévoir 1 module IF DP en option par moteur Avantages du Siriux D : Deux type de fonctionnement: Normal secours: permutation toutes les 24 heures, intégrée basculement sur pompe secours en cas de défaillance Cascade optimisée pas d automastime complémentaire nécessaire Protection court circuit Protection court circuit Alimentation électrique monophasée 230V AICVF-45

43 La variation de vitesse Siriux Master Le Siriux D double en cascade Fonctionnement : en cascade symbole : 2 pompes en fonctionnement 1 pompe en fonctionnement Consigne AICVF-46

44 La variation de vitesse Intérêts Economies d énergie Fonctionnalités (Siriux, Priux) Notions de régulations Exemples d application AICVF-47

45 La variation de vitesse Exemples d application Contrôle vitesse Ajustement débit VG Par action sur vanne VG Par variation de vitesse Q nécessaire Q réel Q nécessaire Q réel AICVF-48

46 La variation de vitesse Exemples d application Débit variable dans équipements Pompe à variation de vitesse DP (HMT) variable Robinets thermostatiques Débit réduit Débit maxi Dédit réduit Débit maxi Nota : la pompe ne doit être en situation de fonctionner à débit nul, voir faible débit AICVF-49

47 La variation de vitesse Exemples d application Débit variable dans équipements Pompe à variation de vitesse DP (HMT) constant Débit équipement Débit total Débit équipement réduit Débit by-passé Nota : la pompe ne doit être en situation de fonctionner à débit nul, voir faible débit Débit maxi AICVF-50

48 La variation de vitesse Exemples d application Débit fixe, mais température variable Primaire Avec bouteille de découplage Signal 0-10V par ex. Sonde PT100 par ex. + Interface signal analogique T Pilotage température Optimisation de la condensation Q réduit Q maxi AICVF-51

49 La variation de vitesse Exemples d application Débit fixe, mais température variable Primaire Avec bouteille de découplage T Signal 0-10V par ex. T Pilotage Delta T Q réduit Q maxi AICVF-52

50 Connaissances pratiques Pression Point neutre - NPSH Mise en service Remplacement - Gamme d entretien AICVF-54

51 Connaissances pratiques Pression / Point neutre Point neutre Situation favorable Le vase étant plaçé avant la pompe La HMT s ajoute majoritairement à la pression statique de l installation Pompe en fonctionnement Situation défavorable Le vase étant plaçé après la pompe La HMT se soustrait majoritairement à la pression statique de l installation AICVF-55

52 Connaissances pratiques Pression à l aspiration NPSH Vérification de la non cavitation : En rotor noyé, il faut vérifier directement que la pression à l aspiration de la pompe est supérieure à celle requise par les tableaux du catalogue Exemples pression atmosphérique en fonction de laltitude altitude en m AICVF-56 pertes de hauteur mce en fonction de la température de l'eau pompée température en C pertes de hauteur mce , , , , , , , , , , , , , , , ,30

53 Connaissances pratiques Pression à l aspiration NPSH Conséquence d une pression insuffisante à l aspiration : En rotor noyé Cavitation dans la roue (Passage de la phase vapeur à la phase liquide) = destruction rapide de la roue Vaporisation dans la cavité rotorique : - usure des coussinets - échauffement bobinage = durée de vie réduite de l appareil AICVF-57

54 Connaissances pratiques Pression Point neutre - NPSH Mise en service Remplacement - Gamme d entretien AICVF-58

55 Connaissances pratiques Mise en service Pompe standard Circulateur multi-vitesses Réduction de débit possible par fermeture VG VG 3 débits possibles par choix de vitesse (Max / Méd / Min) AICVF-59

56 Connaissances pratiques Mise en service Circulateur VEV principe de fonctionnement Siriux livré en Dpv Consigne = ½ de H max du circulateur Consigne augmentée = plus de débit Consigne usine Le pré-réglage initial du circulateur permet, sur la majorité des installations d exploiter la variation de vitesse Consigne réduite = moins de débit AICVF-60

57 Connaissances pratiques Mise en service Circulateur VEV réglage optimum Installation dans conditions de besoins maximum (vannes ouvertes) Etape 1 : Je détermine le réseau Pompe en mode vitesse (maxi) Delta P fourni par la pompe (HMT) Courbe pompe connue On en déduit le débit, donc la courbe du réseau Réseau estimé Réseau réel Débit pompe à fournir mais non mesurable sur l installation Débit réel déterminé car HMT et courbe réseau connue Etape 2 : Je règle la consigne Pompe en mode Delta Pc / Pv Valeur de la consigne à afficher sur la pompe : A en DPv ou B en DPc A en DPv B en DPc Le débit sera satisfait dans l installation vitesse de pompe réduite pas de «bridage» sur l installation «réserve» de débit disponible AICVF-61

58 Connaissances pratiques Mise en service Circulateur VEV à ne pas faire Consigne trop forte Variation de débit sans variation de vitesse La variation de vitesse n est pas exploitée AICVF-62

59 Connaissances pratiques Pression Point neutre - NPSH Mise en service Remplacement - Gamme d entretien AICVF-63

60 Connaissances pratiques remplacement Les paramètres à prendre en compte Performance hydraulique courbe débit / pression Choix circulateur suivant l application Raccordement hydraulique Entr axe et diamètre Les applications Raccordement électrique Monophasé 230 Volts Chauffage / Climatisation Circulateur Bouclage sanitaire Construction rotor noyé Préconisations qui en découlent Energies nouvelles AICVF-64

61 Connaissances pratiques remplacement Les paramètres à prendre en compte 3435 TG Remplacement DN à l identique Appareil à remplacer - DN80 Appareil surdimensionné Appareil correctement dimensionné 1971 TG Mais : DN50 - H280 au lieu de DN80 - H360 AICVF-65

62 Connaissances pratiques entretien Gamme d entretien Pompe Siriux: Vérification de la mise à la terre de la pompe Mesure de tension Mesure d intensité Vérifier que la pression dynamique à l aspiration de la pompe est suffisante Voir tableau notice technique Vérification du delta P à débit nul (vanne fermée au refoulement pompe à vitesse maxi) Vérification du delta P en fonctionnement (réseau ouvert / comparaison avec la consigne réglée) Vérification de l absence de fuite ( joint de corps ) Vérification de l absence d un code erreur Afficher et enregistrer les données d exploitation et historique des défauts à l aide du Salmson Pump Control AICVF-66

63 Merci de votre attention N oubliez pas les outils Salmson : Le centre de formation Salmson, détail : AICVF-67