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CA-ST_HYD_BA-13-01-10 Nom: Prénom: Entreprise:......................... Débit HMT Bouteille casse pression Pertes de charge Principes Hydrauliques TD &

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1 CA-ST_HYD_BA Nom: Prénom: Entreprise: Débit HMT Bouteille casse pression Pertes de charge Principes Hydrauliques TD & TP

2 CA-ST_HYD_BA Sommaire Les unités3 Les pertes de charge7 Les pompes8 Les bouteilles casse pression12 Le réglage du bypass13 Comportement des émetteurs14 Léquilibrage15 Le simulateur hydraulique17 Exercices déquilibrage18 Les essais20 La soupape différentielle40 Détermination dun point de fonctionnement41 Détermination des pertes de charge42 La pompe électronique 43

3 CA-ST_HYD_BA Les unités Chaleur Massique de leau C = 1,16 Wh/Kg.K Anciennement C = 1 kcal/kg.K Elévation de 1 K 1 Kg deau C = Quantité de chaleur nécessaire pour élever la température de 1 kg deau de 1K

4 CA-ST_HYD_BA Les unités La puissance utile Td (°C) Tr (°C) ΔT (K) =Td - Tr Pu (kW) = Dn x ΔT x c Avec Dn = Débit nominal en m 3 /h Exercice Calculer la puissance dune chaudière en kW et kcal/h avec : Dn = 4000 l/h Td = 75°C et Tr = 65°C Pu =

5 CA-ST_HYD_BA Les unités Les grandeurs physiques Le débit : Q en m 3 /h Le débit en volume Q dun liquide est le volume de liquide qui traverse une section d'un tuyau pendant l'unité de temps. La résistance hydraulique : k Elle est créée par le frottement dun fluide contre la paroi dun tube ou par la résistance des éléments compris dans le circuit tels que coudes, vannes,… Dans le cas dune installation de chauffage, on peut la considérer comme une grandeur constante La perte de charge : Δp en mCE Cest la chute de pression entre deux points A et B d'un tuyau. Elle est crée par une résistance hydraulique. Pour un écoulement de A vers B, on la note p = p A - p B.

6 CA-ST_HYD_BA Les unités Les grandeurs physiques La hauteur manométrique dune pompe : HMT en mCE Cest le gain en pression apporté par une pompe Les analogies Débit Q Intensité du courant I Résistance hydraulique k Résitance électriqueR Perte de chargeΔp TensionU La relation entre ces trois grandeurs est la suivante : Δp = k.Q 2

7 CA-ST_HYD_BA Pdc = kq 2 Test 1 Les pertes de charges entre A et B sont de 8 kpa pour 2 m 3 /h. Quelles sont-elles pour 4 m 3 /h? ( kpa) …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Test 2 Les pertes de charges entre A et B sont de 10,6 kpa pour 2,3 m 3 /h. Quelles sont-elles pour 3,5 m 3 /h? ( , kpa) …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Test 3 Les pertes de charges entre A et B sont de 10 kpa pour 2 m 3 /h. Quel est le débit crée par un écart de pression de 40 kpa? ( m 3 /h) …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Test 4 Les pertes de charges entre A et B sont de 15,7 kpa pour 2,8 m 3 /h. Quel est le débit crée par un écart de pression de 40 kpa? (6,28-5,75-4, m 3 /h) …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Pertes de charges

8 CA-ST_HYD_BA Les pompes Test 1 On mesure sur une pompe un gain de pression de 1,25 mCE ou 12,5 kPa pour 25 m 3 /h. On désire doubler le débit, quel sera le nouveau gain de pression? ( kPa) …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Test 2 On mesure sur une pompe un gain de pression de 1,8 mCE ou 18 kPa pour 30 m 3 /h. On désire augmenter le débit à 40 m 3 /h, quel sera le nouveau gain de pression? ( kPa) …………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………

9 CA-ST_HYD_BA Comportement des pompes Montage de pompes en parallèle Les ………. s ajoutent. Montage de pompes en série Les……….s ajoutent.

10 CA-ST_HYD_BA Le point de fonctionnement Il se trouve à lintersection de la courbe de la pompe avec celle du circuit. Celui du schéma ci-dessus correspond au fonctionnement de la pompe de charge de la chaudière MC25 avec la chaudière seule. Le point de fonctionnement réel sera obtenu en additionnant la perte de charge du préparateur à celle de la chaudière. Car dans un réseau en série, les pertes de charges sajoutent. Comportement des pompes Les pompes de charge

11 CA-ST_HYD_BA Caractéristiques de pompes Les pompes électroniques Principe de fonctionnement Elles adaptent leurs hauteurs manométriques (HMT) en fonction dune grandeur donnée qui peut être : -la perte de charge du circuit -Un signal de commande venant de la chaudière La hauteur manométrique disponible Cest la pression que pourra fournir la pompe après avoir vaincu la perte de charge de la chaudière.

12 CA-ST_HYD_BA Les bouteilles casse-pression Sa fonction Séparer le circuit primaire du circuit secondaire de telle manière que les pressions et les circulations deau des deux cotés de la bouteille soient indépendantes. Les conditions à remplir - Dimensionnement en utilisant la règle des 3D -Vitesse de leau dans la bouteille inférieure ou égale à 0,1 m/s -Bouteille en position verticale -Purgeur en partie haute -Vanne de chasse en partie inférieure

13 CA-ST_HYD_BA Le réglage du bypass Sa fonction -Eviter une surchauffe accidentelle du circuit V3V -Optimiser le fonctionnement de la vanne 3 voies : celle-ci disposera dune plus grande zone de travail. Procédure de réglage -Attendre que tout le circuit soit en température stabilisée -Régler la température de lémetteur à sa valeur maximale de fonctionnement -Placer la vanne 3 voies en position manuelle ouverte - Régler la vanne du bypass pour obtenir la température maximale souhaitée sur le circuit après la vanne

14 CA-ST_HYD_BA Comportement des émetteurs Etude de linfluence du débit sur les émetteurs de chaleur Observations : _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ Conclusions : _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________

15 CA-ST_HYD_BA Léquilibrage Les grandeurs physiques Kv et Kvs : Cest lordre de grandeur du débit donné pour un organe en m3/h pour une pression différentielle de 1 bar dans le cas du Kv A pleine ouverture dans le cas du Kvs Le Zêta (Z) : Il définit la résistance hydraulique de la vanne en fonction de sa configuration. La pression différentielle : Cest léquivalent dune perte de charge entre deux points de mesure (voir page 4). Lautorité (a) : Elle définit linfluence dun organe sur un réseau ou un tronçon de réseau. Cest un paramètre sans dimension compris entre 0 et 1, idéalement égal à 0,5 et dans tous les cas supérieur à 0,3. Une autorité de 0,5 est approchée lorsque les PDC de la vanne sont sensiblement égales à celles du réseau sur lequel elle doit influencer le débit.

16 CA-ST_HYD_BA Léquilibrage Les grandeurs physiques Lautorité (a) suite : Le diamètre dune vanne sétablit en fonction des abaques des fabricants qui intègrent et prennent en compte cette autorité. Lexpérience montre que la vanne est déterminée pour un diamètre inférieur à celui de la canalisation qui la supporte.

17 CA-ST_HYD_BA Le simulateur hydraulique Description du simulateur : Le simulateur comporte tous les éléments dune installation. Par la fermeture de vannes, il sera possible détudier une configuration hydraulique donnée

18 CA-ST_HYD_BA Réglage Diematic Chaudière 1 : Puissance Chauffage : 100% Modulation Pompe : 100% Tmax circuit A : 45°C Tmax circuit B : 30°C

19 CA-ST_HYD_BA Essai N°1 Circuit hydraulique à simuler 1 MC…LP + 1 circuit direct + 1 circuit vanne Réglages (utiliser les repères du simulateur): Chaudière 1 en marche - Arrêt chaudière 2 Pompe P1 arrêtée P2 en marche Fermeture vannes : V3,V4, V5, V11, V12, V18, V19 Ouverture vannes : V1, V2, V6, V7, V10, V15, V16, V17, V20, V21

20 CA-ST_HYD_BA PrimaireCircuit DirectCircuit V3V Puissance échangée (kW) Débit (m3/h) Température aller (°C) Température retour (°C) Relevé des grandeurs mesurées Observations : _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ Conclusions : _______________________________________________________ _______________________________________________________ Essai N°1

21 CA-ST_HYD_BA Essai N°2 Circuit hydraulique à simuler MC…LP/BS circuit direct + 1 circuit vanne Réglages (daprès schéma du simulateur) : Chaudière 1 en marche - Arrêt chaudière 2 Pompe P1 arrêtée - Pompe P2 en marche Fermeture vannes : V2, V6, V11, V12, V18, V19 Ouverture vannes : V1, V3, V4, V5, V7, V10, V15, V16, V17, V20, V21

22 CA-ST_HYD_BA PrimaireCircuit DirectCircuit V3V Puissance échangée (kW) Débit (m3/h) Température aller (°C) Température retour (°C) Relevé des grandeurs mesurées Observations : _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ Conclusions : _______________________________________________________ _______________________________________________________ Essai N°2

23 CA-ST_HYD_BA Essai N°3 Circuit hydraulique à simuler 1 MC…LP + 1 circuit direct + 1 circuit vanne Réglages (utiliser les repères du simulateur): Chaudière 1 en marche - Arrêt chaudière 2 Pompe P1 et P2 en marche Fermeture vannes : V1,V2, V6, V7, V18, V19 Ouverture vannes : V3, V4, V5, V10, V11, V12, V15,V16, V17, V20, V21

24 CA-ST_HYD_BA PrimaireCircuit DirectCircuit V3V Puissance échangée (kW) Débit (m3/h) Température aller (°C) Température retour (°C) Relevé des grandeurs mesurées Pompe 1 en marche Observations : _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ Conclusions : _______________________________________________________ _______________________________________________________ Essai N°3A

25 CA-ST_HYD_BA Réglage de la soupape différentielle Fonction Elle est montée comme un by-pass entre le départ et le retour chauffage. Elle assure circuit chauffage fermé, un débit minimal dans la pompe. Elle évite ainsi les nuisances causées par les bruits de circulation (sifflements). Réglage de la soupape différentielle 1.Mettre le point de consigne de la vanne SD1 en position max (visser vers la droite) (pression différentielle = 350 mbar) 2.Fermer la vanne de réglage N° 15 3.Ouvrir la vanne SD1 progressivement jusquà ce que la soupape souvre (bruit de circulation) 4.Mettre la vanne N°15 en position 1,5 (simulation de louverture dun ou de deux radiateurs) la soupape doit se refermer (la pression différentielle réglée est indiquée sur la vanne) Soupape différentielle SD1

26 CA-ST_HYD_BA Détermination du point de fonctionnement Courbe caractéristique de la pompe UPS Réglage vanne Vitesse 1 (m 3 /h) Vitesse 2 (m 3 /h) Vitesse 3 (m 3 /h) HMT en Vitesse 3 (mbar) V10 = 7 V10 = 3 V10 = 1 Hauteur manométrique (HMT) Relevez les débits et inscrivez les points de fonctionnement dans le diagramme ci-dessus (V3V Ouverte)

27 CA-ST_HYD_BA Réglage de la pompe électronique Fonction Les caractéristiques sadaptent automatiquement aux besoins de linstallation, assurant ainsi un bon fonctionnement sans problème de bruit. En même temps, la consommation dénergie est réduite au minimum. Une soupape différentielle est donc superflue. Réglage de la pompe en mode pression proportionnelle (2 voyants) Appuyer sur la touche + pour atteindre le point de consigne maximum Appuyer sur la touche - pour atteindre le point de consigne minimum Relevez les débits en m 3 /h Réglage vanne Vitesse mini (touche -) Vitesse maxi (touche +) Vitesse Voyant N°4 V10 = 7 V10 = 1

28 CA-ST_HYD_BA Réglage de la pompe électronique Réglage de la pompe en mode pression constante (1 voyant) Y-a-til un mode fonctionnement à privilégier? Si oui, lequel? La régulation par pression proportionnelle permet au circulateur dadapter ses performances en fonction du débit en suivant une courbe similaire à une courbe de réseau. Ceci afin de compenser les pertes de charges dans la tuyauterie de distribution. Contrairement à un circulateur non régulé, le circulateur électronique réduit la pression différentielle lorsque la demande de chaleur diminue. Par exemple à cause de lensoleillement extérieur, les vannes des radiateurs se ferment et le débit diminue. Circulateur non régulé + -

29 CA-ST_HYD_BA Réglage de la pompe électronique Circulateur non régulé Si la vitesse de rotation du circulateur nest pas régulée, une réduction des besoins calorifiques entraînera une augmentation de pression ΔH1 dans linstallation. Circulateur régulé en pression proportionnelle Si la vitesse du circulateur est régulé, une réduction des besoins calorifiques entraînera une dimunution de pression ΔH2 dans linstallation. Ceci permet de réduire considérablement le bruit dans les vannes thermostatiques.

30 CA-ST_HYD_BA Centre de Formation International 1, route de Strasbourg REICHSHOFFEN Tel. : Fax : Conclusion des TP


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