Réduction des consommations énergétiques par l optimisation des circuits à débit variable
Distribution à débit constant ou à débit variable Débit constant? Débit variable Atelier «Points clés de conception et de fonctionnement des installations 2 de production de chaleur» Séminaires 2005
Le débit variable avantages et inconvénients Consommation réduite des pompes Compatibilité entre débit de production et débit de distribution Facilité à travailler avec un facteur de diversité Optimisation de la température de retour Autorité variable des vannes de régulation Nécéssité d'assurer un débit minimal 3 Séminaires 2005
Le mode de régulation influence la température de retour Vanne 3 voies(débit constant) qp Vanne 2 voies(débit variable) q p H qs H STAD-B q b C C STAD STAD-P Débit constant Débit variable 90,0 Temp. Retour T r 80,0 70,0 60,0 Débit constant 50,0 40,0 30,0 20,0 Débit variable Régime de température: Ts/Tr/Ti = 80/60/20 C 10,0 0% 20% 40% 60% 80% 100% Débit 4
100% Le débit variable est plus difficile pour les vannes de régulation... 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% q u kv P P u Pour obtenir une caractéristique de circuit linéaire, la non linéarité de l unité terminale est compensée par une vanne de régulation «Egal pourcentage» Vraie si p est constant car: q = Kv ( p) Autorité! P (Puissance) q (débit) = Kv P (Puissance) 0% 20% 40% 60% 80% 100% 100% 90% 80% 70% 60% 50% + = 40% 30% 20% 10% q (Débit) h (levée) h (levée) 0% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0% 20% 40% 60% 80% 100% Unité terminale Vanne égale pourcentage 5
Conséquence d une variation du H En général, la pression différentielle disponible H n est pas constante: Quand les vannes de régulation commencent à se fermer, p p q H Le débit des circuits diminue cela diminue les pertes de charge en amont, provoquant une augmentation de H, et donc une plus grand pression différentielle sur la vanne de régulation La déformation de la caractéristique de la vanne de régulation est encore plus importante Nécessité d utilisation de logiciel spécifique pour le calcul hydraulique et de régulateurs de Dp 6
L utilisation judicieuse de régulateur de Dp Vanne d équilibrage + Mesure du débit H Stabilisation de la pression différentielle + - P - Régulateur de Dp 7
Les erreurs hydrauliques les plus courantes Mauvais emplacement des organes d équilibrages Sélection des organes d équilibrage et des vannes de régulation Surdimensionnement Type de vanne non adapté au faible débit Technologie d équilibrage ne correspondant pas à l application (Régulateur de Dp, régulateur de Q, Vanne de régulation indépendante de la pression, ) Réglages non effectués ou sans méthode 8
Site Empalot, Toulouse, France Rénovation d un ensemble 12 bâtiments résidentiels de 1960 1300 appartements Puissance: 6500 kw Débit: 560 m 3 /h Atelier «Points clés de conception et de fonctionnement des installations 9 de production de chaleur»
Exemple de Commissionnement hydraulique Remplacement des chaudières en 2007 Ré- équilibrage en 2008 Relevé et calcul des débits Vérification des pompes (Hm) Décomposition en modules hydrauliques Mise en place de quelques vannes d équilibrage complémentaires Calcul des pré-réglages Equilibrage sur site en méthode «REGIS» Atelier «Points clés de conception et de fonctionnement des installations 10 de production de chaleur»
Exemple de gain énergétique. kw Wh / degré-jour 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 6939 7113 Consommation énergétique Remplacem ment des chaudières - 9.6% 6430 Eq quilibrage - 12.3% 5555 2005/2006 2006/2007 2007/2008 2008/2009 Saison de chauffage Site Empalot, Toulouse, France Amortissement en moins d un an! Article CFP (French HVAC nr 731, Fév. 2010 par Asterm, Dalkia and TA. Atelier «Points clés de conception et de fonctionnement des installations 11 de production de chaleur»