La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

1 J-M R. D-BTP LA PRODUCTION DEAU CHAUDE SANITAIRE 2006.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "1 J-M R. D-BTP LA PRODUCTION DEAU CHAUDE SANITAIRE 2006."— Transcription de la présentation:

1 1 J-M R. D-BTP LA PRODUCTION DEAU CHAUDE SANITAIRE 2006

2 2 Types de production Calcul des systèmes de production Tableaux et diagrammes de détermination

3 3 Types de production Production deau chaude sanitaire instantanée Production deau chaude sanitaire à accumulation Production deau chaude sanitaire à semi accumulation Production deau chaude sanitaire à semi instantanée

4 4 Production deau chaude sanitaire instantanée Principe: Le système de production dECS est dit « instantané » lorsquil ne dispose daucune réserve deau (ou volant thermique). Échangeur Q Q Leau chaude ne sera produite quau moment du puisage. Léchangeur devra avoir une puissance suffisante pour satisfaire les pointes de consommation de 10 minutes (Qm).

5 5 Applications: Gaz EF ECS GAZ ECHANGEUR (fluide primaire) Entrée Sortie PRIMAIRE Entrée EF Sortie ECS SECONDAIRE ELECTRIQUE Electricité EF ECS ELECTRIQUE EF ECS Raccordement électrique Production deau chaude sanitaire instantanée

6 6 Production deau chaude sanitaire à accumulation Le système de production dECS est dit « à accumulation totale » lorsquil dispose dune réserve deau chaude correspondante aux besoins journaliers. Leau est maintenue chaude dans la réserve indépendamment du puisage. Léchangeur devra avoir un volume suffisant pour satisfaire les besoins de consommation dune journée (Qj). Q Q

7 7 Applications : GAZ ECS GAZ Eau froide ELECTRIQUE Raccordement électrique Eau froide ECS BALLON ECS Eau froide Fluide primaire Production deau chaude sanitaire à accumulation

8 8 Production deau chaude sanitaire à semi accumulation Dans ce type de production, leau chaude sanitaire est produite instantanément et stockée dans un ballon tampon dont le dimensionnement lui permet dassurer un débit de pointe de consommation de 10 minutes (Qm). Principe: FLUIDE PRIMAIRE EAU CHAUDE ECHANGEUR EAU FROIDE BALLON TAMPON ENTREE SORTIE

9 9 Le système de production dECS est doté dun ballon tampon qui permet damortir les variations de température de soutirage, mais qui ne peut absorber la totalité des pointes de consommation de 10 minutes ( Qm ) Principe: FLUIDE PRIMAIRE EAU CHAUDE ECHANGEUR EAU FROIDE BALLON TAMPON ENTREE SORTIE Production deau chaude sanitaire à semi accumulation

10 10 Calcul des systèmes de production Notion de logement standard Logements standards dun ensemble Consommation journalière Qj Période de pointe (T) et coefficient de simultanéité (S ) Dédit horaire de pointe Qh Débit de pointe moyen sur 10 minutes Qm La formule de calcul générale Consommation horaire de pointe Qh Système instantané Système semi - instantané Système semi - accumulation Système accumulation Puissance de réchauffage dun stockage PRs Pertes dun système dECS Graphique final Facteur de mélange

11 11 Notion de logement standard 1/2 Les installations sanitaires des logements étant toutes différentes de par le nombre et la nature des postes dutilisation, il a été nécessaire, pour calculer les besoins, de définir une « unité de référence » dinstallation sanitaire que nous appellerons le logement standard N. Le logement standard est un appartement de 3 à 4 pièces pour 3 à 4 habitants comportant les équipements suivant : - Un évier - Un lavabo - Une baignoire standard

12 12 Notion de logement standard 2/2 Un logement équipé différemment pourra être traité comme un logement standard en lui appliquant un facteur « p » en fonction des équipements sanitaires venant remplacer ou sajouter à la baignoire standard. EQUIPEMENT PRINCIPAL DU LOGEMENT CARACTERISTIQUES ECS FACTEUR « p » Contenance (litres) Débit (litres/min) deux baignoires standards baignoires et douche baignoire luxe baignoire standard de référence baignoire sabot douche (9 L/min) lavabo (6 L/min) ou évier cuisine , ,5 1,3 1,2 1 0,9 0,6 0,4 Exemple 1 : équipement sanitaire du logement A : 1 évier, 1 lavabo, 1 douche N = 0,6 Exemple 2 : équipement sanitaire du logement B : 1 évier, 1 lavabo, baignoire 150 L, 1 douche N = 1,3

13 13 Logements standards dun ensemble Considérons un ensemble de 45 logements avec les équipements sanitaires correspondants. Le tableau suivant définit le nombre de logements standards de cet ensemble. Nombre de logements réels Équipement principal Coefficient « p » Nombre corrigé de logement N Studio avec lavabo 2 pièces avec douche 3 pièces avec baignoire 4 pièces avec baignoire 5 pièces avec baignoire + douche 6 pièces avec 2 baignoires 0,4 0,6 1 1,3 1,5 3,2 4, ,8 1,5 Total 45 Total 39,3 soit 40

14 14 Consommation journalière Qj La consommation journalière (Qj) deau chaude sanitaire à 60 °C dun logement standard est estimée à 150 litres. Mais les soutirages sont rarement effectués à une température de 60 °C. Pour diminuer les risques de brûlures, les pertes en ligne, les risques dentartrage et de corrosion, on limite entre 55 °C et 45 °C la température de distribution dECS. (Les risques dentartrage et de corrosion sont multipliés par 3 de 50 à 55 °C et par 20 de 55 à 60 °C.) La proportion deau chaude du mélange est dautant plus faible que la température de leau chaude est élevée. La consommation journalière deau chaude est donc fonction de la température de leau. Température de lECSQj du logement standard 60 °C 55 °C 50 °C 45 °C 150 L 160 L 180 l 205 l

15 15 Consommation journalière Qj Pour déterminer la consommation deau chaude sanitaire. On retiendra une valeur de 160 litres à 55°C comme consommation du logement type standard. Le débit journalier deau chaude sanitaire Qj dun immeuble composé de N logements standards sera donc donné par la formule suivante : Qj = 160. N Exemple 1 : équipement sanitaire du logement A : 1 évier, 1 lavabo, 1 douche N = 0,6 donc, Qj = 160 x 0,6 = 96 litres Exemple 2 : équipement sanitaire du logement B : 1 évier, 1 lavabo, baignoire 150 L, 1 douche N = 1,3 donc, Qj = 160 x 1,3 = 208 litres

16 16 Consommation horaire de pointe Qh On constate que 75 % du soutirage journalier Qj est effectué pendant une « période de pointe » de durée T. On constate également que 99 % environ du soutirage journalier seffectue sur la période 2 T. En considérant un coefficient de simultanéité (s) qui tient compte du foisonnement des divers soutirages dans les logements, on peut définir la consommation horaire de pointe Qh, comme égale à 75 % de la consommation journalière Qj, que minore le coefficient de simultanéité s. Qh = 0,75. Qj. s Qh = ,75. N. s Ou, pour Qj = 160 N Qh = 120. N. s

17 17 Période de pointe (T) et coefficient de simultanéité (S ) Pour calculer (T) et (s) on peut utiliser les formules suivantes, T = période de pointe en heures N = nombre de logements standards s = coefficient de simultanéité N T1,722,452,873,153,343,653,834,14 s0,500,400, , 310,290,270,24 Nota: on peut remarquer que s est sensiblement égal à 1/T. ou utiliser le tableau suivant. s 1 + 0, 17 N - 1 = T = 5 N 0, N 0,92.

18 18 Dédit horaire de pointe Qh En considérant Qj égal à 160 litres, on peut déterminer directement Qh en fonction du nombre de logements standards N à laide de labaque suivant : Qh = 120. N.s Qh (débit horaire maximaux en litres par heure) N (nombre de logements standards) Exemple : N = 40 s = 0,33 Qh = ,33 Qh = L/h

19 19 Débit de pointe moyen sur 10 minutes Qm Si le débit dit horaire Qh était constant, la consommation deau chaude à la minute serait égale à ( 2. N. s ). En réalité, il existe des périodes de pointes durant lheure de pointe où le débit est expérimentalement égal à ( 5. N. S ) par minute. Le débit de pointe sur 10 minutes Qm dun ensemble de N logements standards est donc donné par la formule expérimentale suivante : Qm = 50. N. s Exemple : N = 40 s = 0,33 Qm = ,33 Qm = 660 L/h

20 20 La formule de calcul générale Un système de production dECS doit toujours être capable de fournir l ECS pour lequel il à été conçu. Ce système met en jeu, pour couvrir les besoins exprimés pendant un temps (to) deux composants : une capacité de stockage (Cu) qui peut varier de 0 à Cu max, une puissance de réchauffage instantanée (PRi) dappoint peut varier de 0 à Pri max. La répartition entre ces deux composants en fonction des besoins exprimés pendant la période de soutirage définit le système de production dECS : Système instantané Système semi - instantané Système semi - accumulation Système accumulation

21 21 La formule de calcul générale VOLUME DEAU SOUTIRE V en litres TEMPS DE SOUTIRAGE to en heures OBSERVATIONS 50 Ns 10 minutes ou 1/6 dheure V est la quantité deau maximale susceptible dêtre consommée en 10 minutes, temps définissant la durée de pointe. 120 Ns (t) Une simplification consiste à admettre que linverse de (s) est égale à la période (t) V est la quantité deau maximale susceptible dêtre consommée pendant une période (t) qui représente la période dite de bains. V est égale à 75 % de la quantité deau consommée par jour heures V est la quantité deau maximale susceptible dêtre consommée pendant la journée.

22 22 La formule de calcul générale La formule générale qui met en jeu les deux composants du système de production dECS peut sinscrire de la manière suivante: PRi = 1,16. ( θecs – θef ) ( V – Cu ) to avec PRi en kW Par convention, (θecs) la température de soutirage de lECS sera prise à 55 °C et (θef), la température dentrée deau froide à 10 °C. La formule devient donc: PRi = 52, ( V – Cu ) to PRi : Puissance réchauffage instantanée, V : volume deau utilisé, Cu : capacité utile de stockage, to temps dutilisation

23 23 Donc: PRi = 15,66. N. S et Cu = 0 Système instantané Calcul dun système instantané : Dans ce système, toute lECS est produite à la demande. Aucun stockage nest prévu. Le réchauffeur doit permettre le débit de pointe le plus contraignant à savoir le débit de pointe sur 10 minutes. On a donc : V = 50.N.s, Cu = 0 et t = 10 min ou 1/6 dheure PRi sécrit alors : 52,2. 10 –3 ( 50.N.s – 0 ) 1/6 P (kW) Cu (L) SYSTEME INSTANTANE15,66. N. s 0

24 24 Système semi - instantané Calcul dun système semi – instantané : Dans ce système, il existe une capacité de stockage tampon qui permet dabsorber en partie les pointes sur 10 minutes tout en réduisant la puissance de réchauffage. On a donc : V = 50.N.s Cu = Csi et t = 10 min ou 1/6 dheure PRsi sécrit alors: 52,2. 10 –3 ( 50.N.s – Csi ) 1/6 Donc: PRsi = 0,3132 ( 50.N.s – Csi ) et Cu = Csi Les composantes du système peuvent varier de : PRsi de 15,66.N.s à 0 Csi de 0 à 50.N.s P (kW) Cu (L) 0 15,66. N. s 50. N. s SYSTEME SEMI-INSTANTANE

25 25 P (kW) Cu (L) 0 Système semi - accumulation Calcul dun système semi – accumulation : Dans ce système, la capacité de stockage mise en jeu devient très importante. De plus, le système est capable dassurer les besoins exprimés pendant une période égale à une fois la période dite de bains. PRsa sécrit alors: 52,2. 10 –3 ( 120.N.s – Csa ) l/s Donc: PRsa = 0,0522 ( 120.N.s – Csa ) et Cu = Csa Les composantes du système peuvent varier de : PRsa de 6,264.N.s à 0 Csa de 0 à 120.N.s On a donc : V = 120.N.s Cu = Csa et t = l/s 120. N SYSTEME SEMI-ACCUMULATION6,264. N. S

26 26 P (kW) Cu (L) 0 Système accumulation Calcul dun système accumulation : Dans ce système, la capacité de stockage est capable de fournir toute la consommation journalière. De ce fait, la puissance dappoint instantanée PRi est nulle. Donc: PRi = 0 et Cu = 160 N 160. N ACCUMULATION

27 27 Abaque des systèmes sans les pertes P (kW) Cu (L) SYSTEME INSTANTANE 50. N. s SYSTEME SEMI-INSTANTANE 6,264. N. S 160. N SYSTEME SEMI-ACCUMULATION ACCUMULATION 15,66. N. s N

28 28 Puissance de réchauffage dun stockage PRs Pour le calcul de la formule de base, on définit la puissance de réchauffage instantanée PRi qui est capable de fournir instantanément lappoint à la capacité de stockage supposée elle-même élevée à la bonne température. La puissance de réchauffage dun stockage PRs doit permettre délever la capacité de stockage à la température souhaitée dans un temps souhaité. Il faudra toujours y avoir PRi > PRs quelle que soit la capacité mise en jeu. PRs se calcule à partir de lélévation de température, du temps de réchauffage et du volume de la capacité de stockage. PRs = 1,16. ( θecs – θef ) Cu / t Si lon considère lélévation de température de 45 K et le temps de réchauffage de 8 heures : PRs = 1, Cu / 8 PRs = 6, Cu ou

29 29 Pertes dun système dECS Deux types de pertes existent dans un système de production dECS : - celui relatif au rayonnement du ballon de stockage (PHr), - celui relatif au bouclage et à la distribution (PHd). Pour une température deau de 57 °C et une température ambiante de 21 °C, PHr est sensiblement égal à : PHr = 0,075. PRs Lexpérience montre que les pertes de bouclage et de distribution sont sensiblement égales à 35 % de la puissance de réchauffage du stockage : PHd = 0,35. PRs

30 30 Pertes dun système dECS En reprenant les valeurs de PHr et de PHs définies précédemment, on peut calculer la puissance minimale à installer : PI = PRi + 0,075 PRs + 0,35 PRs PI = Pri + 0,425 PRs Lévolution des pertes (0,425 PRs) peut se représenter par une droite dont les points singuliers sont : Cu = 0, pertes = 0 Cu = 160 N, pertes = 0,425. 6, N = 0,4437 N P (kW) Cu (L) 160. N 0,4437. N 0

31 31 Graphique final 1 P (kW) Cu (L) 50. N. s 6,264. N. S 160. N 15,66. N. s N

32 32 Graphique final 2 P (kW) Cu (L) 50. N. s 6,264. N. S 160. N 15,66. N. s N PRi

33 33 Graphique final 3 P (kW) Cu (L) 50. N. s 6,264. N. S 160. N 15,66. N. s N pertes 0,4437. N

34 34 Graphique final 4 P (kW) Cu (L) 50. N. s 6,264. N. S 160. N 15,66. N. s N 0,4437. N PI

35 35 Facteur de mélange Lorsque lon puise de leau chaude, une même quantité deau froide entre dans le ballon et vient donc, plus ou moins se mélanger à leau chaude. La réserve réelle deau chaude nest donc pas égale au volume brut du ballon mais dépend du facteur de mélange M de celui-ci. Ce facteur est fonction du rapport hauteur / diamètre du ballon Rapport hauteur/diamètre210,5 Facteur de mélange M0,90,750,6 Ceci nétant valable que si larrivée deau froide se fait par le bas et le départ eau chaude par le haut !!

36 36 Facteur de mélange La capacité « utile » du ballon C u est le produit de sa capacité réelle C par le facteur de mélange M. cest le volume utile donné à 55°C C = CuCu M C u = C. M Si lon cherche à déterminer la capacité réelle dun stockage à installer en connaissant la capacité utile nécessaire et le facteur de mélange, il est nécessaire dappliquer la formule suivante. On remarque quil est souhaitable dinstaller des ballons verticaux qui possèdent un facteur de mélange plus fort.

37 37 Tableaux et diagrammes de détermination Limites minimum de puissance pour lECS selon DTU 65.1 Diagramme de sélection rapide constructeur Cas particuliers Tableau de détermination rapide de la puissance ECS Tableau de détermination rapide du débit ECS (L/h) Tableau de détermination rapide de débit ECS (m 3 /h) Tableau de détermination rapide des besoins en ECS

38 38 Limites minimum de puissance pour lECS selon DTU 65.1 Nombre de logements standards (N) Coefficient de simultanéité (s)0,500,400,360,310,290,270,24 Puissance mini DTU ,929,844,774,4111,6148,8297,6 ACCUMULATION Stockage 14, , , , , , , SEMI-ACCUMULATION Puissance maxi Stockage mini 31, , , , , , , SEMI-INSTANTANE Puissance mini Stockage maxi 31, , , , , , , INSTANTANE Puissance Stockage Cu = 0 78,3125,3169,1242,7340,6422,8751,7 P en kW Cu en litres

39 39 Cas particuliers Dans les bâtiments autres que les logements dits standards, nous utiliserons les consommations moyennes suivantes : Hôtel (chambre avec baignoire) Bureaux (lavabos) Bâtiments hospitaliers Restaurants Cuisine collective 100 à 150 L/j (à 45 °C) 8 à 10 L/j.pers (à 45 °C) 50 à 100 L/j.lit (à 45 °C) 10 à 12 L/j.couv (à 60 °C) 3 à 5 L/j.repas (à 60 °C)

40 40 Tableau de détermination rapide des besoins en ECS Unités Appartements standards m 3 /jour 1,63,24,86,489,612,81619, Hotel m 3 /jour 1/1,52/33 /4,54/65/7,56/98/1210/1512/1815/22,520/3025/37,530/4535/52,540/60 Bureau m 3 /personne 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 811,21,522,533,54 Hopital m 3 /jour.lit 0,5/11/21,5/32/42,5/53/64/85/106/127,5/1510/2012,5/2515/3017,5/3520/40 Restaurant m 3 /jour.cou vert 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 811,21,522,533,54 Cuisine collective L/jour.repas 0,050,10,150,20,250,30,40,50,60,7511,251,51,752

41 41 Tableau de détermination rapide de la puissance ECS (kW)* *Source: ALPHA-LAVAL Unités Appartements standards Appart Appartements Grand standing Appart Hôtel ** Chambre Hôtel *** et **** Chambre Centre sportif Douches Hôpitaux Lits Exemple: 60 Appartements standards Puissance en instantané: 330 kW

42 42 Tableau de détermination rapide du débit ECS (L/min)* *Source: ALPHA-LAVAL Unités Appartements standards Appart Appartements Grand standing Appart Hôtel ** Chambre Hôtel *** et **** Chambre Centre sportif Douches Hôpitaux Lits Exemple: 60 Appartements standards Débit: 105 L/min

43 43 Tableau de détermination rapide de débit ECS (m 3 /h)* *Source: ALPHA-LAVAL Unités Appartements standards Appart Appartements Grand standing Appart Hôtel ** Chambre Hôtel *** et **** Chambre Centre sportif Douches Hôpitaux Lits Exemple: 60 Appartements standards Débit: 6,3 m 3 /h

44 44 Diagramme de sélection rapide constructeur *Source: ALPHA-LAVAL Exemple 1: 60 appartements standards Instantané 330 kW Exemple 2: 60 appartements standards Semi - Instantané 220 kW Exemple 1 Exemple 2


Télécharger ppt "1 J-M R. D-BTP LA PRODUCTION DEAU CHAUDE SANITAIRE 2006."

Présentations similaires


Annonces Google