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MINISTÈRE DE L'INDUSTRIE
BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES
SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL
Chauffage des locaux du B.R.G.M. par unepompe à chaleur eau-eau sur nappe,
en relève de chaudière
par
M.-C. BERGER* et J.-C. MARTIN **
* Stagiaire de l'École Nationale Supérieure d'Ingénieur de Mécanique et Énergétique de Valenciennes.** Ingénieur au B.R.G.M.
Service Géologique Régional AquitaineAvenue Docteur Albert-Schweitzer - 33600 PESSAC
Tél. (56) 80.69.00
82 SGN 173 AQI Pessac le 8 mars 1 982
MINISTÈRE DE L'INDUSTRIE
BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES
SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL
Chauffage des locaux du B.R.G.M. par unepompe à chaleur eau-eau sur nappe,
en relève de chaudière
par
M.-C. BERGER* et J.-C. MARTIN **
* Stagiaire de l'École Nationale Supérieure d'Ingénieur de Mécanique et Énergétique de Valenciennes.** Ingénieur au B.R.G.M.
Service Géologique Régional AquitaineAvenue Docteur Albert-Schweitzer - 33600 PESSAC
Tél. (56) 80.69.00
82 SGN 173 AQI Pessac le 8 mars 1 982
SOMMAIRE
INTRODUCTION
PAGES
1 - DESCRIPTION DES INSTALLATIONS EXISTANTES 1
1.1 - Nature et surface des bâtiments 2
1.2 - Caractéristiques du système de chauffage 3
1.2.1 - Besoins calorifiques 3
1.2.2 - Chaufferie 4
1.2.3 - Pompe à chaleur 4
1.3- Description du forage 5
1.3.1 - Coupe technique 5
1.3.2 - Caractéristiques de l 'aquifère capté 5
1.3.3 - Equipement du forage 5
1.3.4 - Rejets 6
2 - INSTALLATION DU SYSTEME PERCHE 7
2.1 - Schéma àe principe 7
2.2 - Régulation 9
3 - ANALYSE THERMIQUE DE LA PREMIERE CAMPAGNE DE CHAUFFE (Janv. et Fév.1982) 15
3. 1 - Appareils àe mesure -i 5
3.2 - Etat àes consignes 16
3.3 - Résultats expérimentaux et interprétation 17
4 - ETUDE ENERGETIQUE ET FINANCIERE DU PROJET 19
4.1 - Calcul des consommations et des àépenses de chauffage 19
4.1.1 - Solution traditionnelle au fuel domestique 19
4.1.2 - Solution PERCHE 21
4.2 - Bilan énergétique annuel 26
4.3 - Bilan financier annuel 26
CONCLUSION 28
SOMMAIRE
INTRODUCTION
PAGES
1 - DESCRIPTION DES INSTALLATIONS EXISTANTES 1
1.1 - Nature et surface des bâtiments 2
1.2 - Caractéristiques du système de chauffage 3
1.2.1 - Besoins calorifiques 3
1.2.2 - Chaufferie 4
1.2.3 - Pompe à chaleur 4
1.3- Description du forage 5
1.3.1 - Coupe technique 5
1.3.2 - Caractéristiques de l 'aquifère capté 5
1.3.3 - Equipement du forage 5
1.3.4 - Rejets 6
2 - INSTALLATION DU SYSTEME PERCHE 7
2.1 - Schéma àe principe 7
2.2 - Régulation 9
3 - ANALYSE THERMIQUE DE LA PREMIERE CAMPAGNE DE CHAUFFE (Janv. et Fév.1982) 15
3. 1 - Appareils àe mesure -i 5
3.2 - Etat àes consignes 16
3.3 - Résultats expérimentaux et interprétation 17
4 - ETUDE ENERGETIQUE ET FINANCIERE DU PROJET 19
4.1 - Calcul des consommations et des àépenses de chauffage 19
4.1.1 - Solution traditionnelle au fuel domestique 19
4.1.2 - Solution PERCHE 21
4.2 - Bilan énergétique annuel 26
4.3 - Bilan financier annuel 26
CONCLUSION 28
FIGURES
Coupe technique du forage Fl ,
Schéma de l'installation de pompage dans le forage Fl ,
Tableau synoptique de la régulation.
Loi de chauffage.
Température intérieure
(période du 18 au 25 janvier 1982)
Consommations fuel/électricité - Température extérieure (moyenne journalière
(période du 14 janvier au 28 février 1982)
Bilan énergétique - Bilan financier,
PLANCHES
Plan de masse.
Schéma àe principe au chauffage des locaux du B.R.G.M. par pompe à
chaleur en relève de chaudière.
ANNE X E S
Caractéristiques techniques du groupe pompe à chaleur CARRIER 30 QA OlO.
Caractéristiques techniques de la pompe immergée CAPRARI Minisub,
FIGURES
Coupe technique du forage Fl ,
Schéma de l'installation de pompage dans le forage Fl ,
Tableau synoptique de la régulation.
Loi de chauffage.
Température intérieure
(période du 18 au 25 janvier 1982)
Consommations fuel/électricité - Température extérieure (moyenne journalière
(période du 14 janvier au 28 février 1982)
Bilan énergétique - Bilan financier,
PLANCHES
Plan de masse.
Schéma àe principe au chauffage des locaux du B.R.G.M. par pompe à
chaleur en relève de chaudière.
ANNE X E S
Caractéristiques techniques du groupe pompe à chaleur CARRIER 30 QA OlO.
Caractéristiques techniques de la pompe immergée CAPRARI Minisub,
INTRODUCTION
Le B.R.G.M. Aquitaine a décidé, au vu des résultats d'une
étude technico-économique préalable , de chauffer ses bureaux par un
système de pompe à chaleur sur eau de nappe. Ceci a permis d'analyser sur
un cas concret les conditions de réalisation et àe fonctionnement à 'un système
de chauffage par PAC eau - eau en relève de chaudière.
C'est ainsi qu'au début de Janvier 1982, le chauffage au fuel
domestique a été remplacé par un chauffage mixte :
fuel domestique / électricité / gaz naturel
Le présent rapport analyse les travaux effectués et résume les
résultats et observations relatifs à la première période de chauffage
assuré par la nouvelle solution PERCHE T (Janvier et Février 1982).
Les travaux d'aàaptation au système àe chauffage ont été
effectués par 1 'entreprise MONTENAY S.A. àe Boràeaux.
o oo OOO o
INTRODUCTION
Le B.R.G.M. Aquitaine a décidé, au vu des résultats d'une
étude technico-économique préalable , de chauffer ses bureaux par un
système de pompe à chaleur sur eau de nappe. Ceci a permis d'analyser sur
un cas concret les conditions de réalisation et àe fonctionnement à 'un système
de chauffage par PAC eau - eau en relève de chaudière.
C'est ainsi qu'au début de Janvier 1982, le chauffage au fuel
domestique a été remplacé par un chauffage mixte :
fuel domestique / électricité / gaz naturel
Le présent rapport analyse les travaux effectués et résume les
résultats et observations relatifs à la première période de chauffage
assuré par la nouvelle solution PERCHE T (Janvier et Février 1982).
Les travaux d'aàaptation au système àe chauffage ont été
effectués par 1 'entreprise MONTENAY S.A. àe Boràeaux.
o oo OOO o
1 - DESCRIPTION DES INSTALLATIONS EXISTANTES
Les conditions Idéales sont réxinles pour la réalisation à moindre
coû-t d'un système de chauffage par pompe à chaleur sur nappe en relève de
chaudière.
En effet, le S. G.R. possédait :
- une Installation de chauffage par radiateurs branchée sur une
chaudière au fuel domestique ,
- un groupe frigorifique (climatiseur) en parfait état de
fonctionnement, mis en place lors de la construction des locaux, n'ayant
jamais été utilisé et transformable en pompe à chaleur^
- ion forage réalisé tout près des locaux, au cours d'im stage, et
captant la nappe du Pllo-Quaternalre . Profondeur du forage: 20,30 m.
1 - DESCRIPTION DES INSTALLATIONS EXISTANTES
Les conditions Idéales sont réxinles pour la réalisation à moindre
coû-t d'un système de chauffage par pompe à chaleur sur nappe en relève de
chaudière.
En effet, le S. G.R. possédait :
- une Installation de chauffage par radiateurs branchée sur une
chaudière au fuel domestique ,
- un groupe frigorifique (climatiseur) en parfait état de
fonctionnement, mis en place lors de la construction des locaux, n'ayant
jamais été utilisé et transformable en pompe à chaleur^
- ion forage réalisé tout près des locaux, au cours d'im stage, et
captant la nappe du Pllo-Quaternalre . Profondeur du forage: 20,30 m.
1.1 - Nature et surface des bâtiments
Les locaux sont répartis en quatre bâtiments mitoyens dont
les caractéristiques sont résumées ci-dessous (voir planche n° 1) .
: BATIMENT
; A
: B
: C
: D :
NIVEAU
Rez de chaussée
1er étage
2ème étage
i
Rez de chaussée
Rez de chaussée
Rez de chaussée.
Rez de chaussée
FONCTION
Bureaux
Logement desgardiens
Bureaux
Bureaux
Laboratoire -Salle deréunion
Laboratoire
Lithothèque
Hangar
: SURFACE
: (m2)
248
140
388
388
196
450
763
307
CHAUFFE :
OUI :
OUI :
OUI :
NON :
NON :
SURFACE TOTALE DE PLANCHER : 2 880 m
SURFACE DE PLANCHER CHAUFFE : 1 810 m''
1.1 - Nature et surface des bâtiments
Les locaux sont répartis en quatre bâtiments mitoyens dont
les caractéristiques sont résumées ci-dessous (voir planche n° 1) .
: BATIMENT
; A
: B
: C
: D :
NIVEAU
Rez de chaussée
1er étage
2ème étage
i
Rez de chaussée
Rez de chaussée
Rez de chaussée.
Rez de chaussée
FONCTION
Bureaux
Logement desgardiens
Bureaux
Bureaux
Laboratoire -Salle deréunion
Laboratoire
Lithothèque
Hangar
: SURFACE
: (m2)
248
140
388
388
196
450
763
307
CHAUFFE :
OUI :
OUI :
OUI :
NON :
NON :
SURFACE TOTALE DE PLANCHER : 2 880 m
SURFACE DE PLANCHER CHAUFFE : 1 810 m''
1.2 - Caractéristiques du système de chauffage
1.2.1 - Besoins_calorifiques
L'étude thermique a permis d'évaluer la puissance calorifique
utile pour l'ensemble des bâtiments : 150 th/h, dans les conditions
svilvantes :
- température intérieure 19° C
- température extérieure de base -5° C
Initialement, la chaudière au fuel assurait le chauffage de
la totalité des zones chauffées : bureaux et logement du gardien. D'où
un maintien en température de l'ensemble du bâtiment afin de répondre aux
seuls besoins du gardien durant les nuits et les week-end, alors que
les bureaxix sont inocuppés.
L'existence d'une alimentation en gaz naturel a permis
de réaliser la déconnection du logement du gardien : dans la solution
nouvelle, celui-ci est pourvu d'une chaudière mixte. Indépendante, au
gaz d'une puissance de 20 th/h.
Dans tous les locaux les surfaces d'émission spnt constituées
par des radiateurs en acier type LAMELLA.
1.2 - Caractéristiques du système de chauffage
1.2.1 - Besoins_calorifiques
L'étude thermique a permis d'évaluer la puissance calorifique
utile pour l'ensemble des bâtiments : 150 th/h, dans les conditions
svilvantes :
- température intérieure 19° C
- température extérieure de base -5° C
Initialement, la chaudière au fuel assurait le chauffage de
la totalité des zones chauffées : bureaux et logement du gardien. D'où
un maintien en température de l'ensemble du bâtiment afin de répondre aux
seuls besoins du gardien durant les nuits et les week-end, alors que
les bureaxix sont inocuppés.
L'existence d'une alimentation en gaz naturel a permis
de réaliser la déconnection du logement du gardien : dans la solution
nouvelle, celui-ci est pourvu d'une chaudière mixte. Indépendante, au
gaz d'une puissance de 20 th/h.
Dans tous les locaux les surfaces d'émission spnt constituées
par des radiateurs en acier type LAMELLA.
1.2.2 - Chaufferie
Elle comprend
- Une chaudière centrale thermique au fuel domestique
d'une puissance de 500 th/h.
- Un brûleur CUENOD, PCS 80.
1.2.3 - P2n}Pe_a_chaleur__(PAC)_
La PAC est un groupe frigorifique CARRIER de type 30 QA 010
avec un compresseur semi-hermétique.
Pour une température de sortie , condenseur de 45° C et une
température de sortie évaporateur de 10° C, le groupe a les caractéristiques
ci-après :
- puissance frigorifique : 32 600 fg/h
- puissance calorifique : 41 200 kcal/h
- puissance électrique absorbée : 10 KW
On en déduit la valeur du coefficient de performance de
la pompe à chaleur dans ces conditions de fonctionnement : COP = 4,8.
La puissance calorifique de la PAC (41 200 kcal/h)
représente 27 % de la puissance calorifique utile pour l'ensemble des
bâtiments .
La documentation technique de la pompe à chaleur figure
en annexe Al.
1.2.2 - Chaufferie
Elle comprend
- Une chaudière centrale thermique au fuel domestique
d'une puissance de 500 th/h.
- Un brûleur CUENOD, PCS 80.
1.2.3 - P2n}Pe_a_chaleur__(PAC)_
La PAC est un groupe frigorifique CARRIER de type 30 QA 010
avec un compresseur semi-hermétique.
Pour une température de sortie , condenseur de 45° C et une
température de sortie évaporateur de 10° C, le groupe a les caractéristiques
ci-après :
- puissance frigorifique : 32 600 fg/h
- puissance calorifique : 41 200 kcal/h
- puissance électrique absorbée : 10 KW
On en déduit la valeur du coefficient de performance de
la pompe à chaleur dans ces conditions de fonctionnement : COP = 4,8.
La puissance calorifique de la PAC (41 200 kcal/h)
représente 27 % de la puissance calorifique utile pour l'ensemble des
bâtiments .
La documentation technique de la pompe à chaleur figure
en annexe Al.
1.3 - Description du forage
1.3.1 - Coupe technique
Elle est présentée figure 1 .
Le forage profond de 20,30 m est tube en PVC de diamètres
138/125, et crépine sur une hauteur de 9 mètres, de 11,30 m à 20,30 m de
profondeur.
1.3.2 - Caractéristiques âe_l_|^aqulfère_capté
Le. forage a été réalisé dans la nappe superficielle libre du
Plio-Quaternaire dont les caractéristic^ues sont :
. . . - -,,-42,... transmissivité : 3.10 m /s
. débit d'exploitation : 18m3/h pour 3,30 m de rabattement
. niveau piézométrique : 2,20 ra du sol
. niveau dynamique : 5,50 m du sol
. température : 15° C
. l'acjuifère est constitué par des sables grossiers et des
galets et graviers.
La pompe immergée se trouve à 12 m du sol, de ce fait, elle ne risque
pas d'être dénoyêe.
(voir la figure 2.)
1.3.3 - Equipement_du_f orage
Le forage est équipé d'une pompe immergée CAPRARI, type E4E /
20 étages dont la puissance au moteur est de 3 KW. Elle permet de refouler
12 m3/h à une hauteur manométrique de 33 m.
La documentation technique de la pompe figure en annexe A2 .
1.3 - Description du forage
1.3.1 - Coupe technique
Elle est présentée figure 1 .
Le forage profond de 20,30 m est tube en PVC de diamètres
138/125, et crépine sur une hauteur de 9 mètres, de 11,30 m à 20,30 m de
profondeur.
1.3.2 - Caractéristiques âe_l_|^aqulfère_capté
Le. forage a été réalisé dans la nappe superficielle libre du
Plio-Quaternaire dont les caractéristic^ues sont :
. . . - -,,-42,... transmissivité : 3.10 m /s
. débit d'exploitation : 18m3/h pour 3,30 m de rabattement
. niveau piézométrique : 2,20 ra du sol
. niveau dynamique : 5,50 m du sol
. température : 15° C
. l'acjuifère est constitué par des sables grossiers et des
galets et graviers.
La pompe immergée se trouve à 12 m du sol, de ce fait, elle ne risque
pas d'être dénoyêe.
(voir la figure 2.)
1.3.3 - Equipement_du_f orage
Le forage est équipé d'une pompe immergée CAPRARI, type E4E /
20 étages dont la puissance au moteur est de 3 KW. Elle permet de refouler
12 m3/h à une hauteur manométrique de 33 m.
La documentation technique de la pompe figure en annexe A2 .
1.3.4 - Rejets
Les rejets s 'effectuent , dans un premier temps dans le réseau
d'eau pluvial, largement dimensionné dans le secteur, et donc l'injection
d'un faible débit supplémentaire ne pose aucun problème.
Ultérieurement sera réalisé un forage de réinjection dans
la même nappe aquifère.
1.3.4 - Rejets
Les rejets s 'effectuent , dans un premier temps dans le réseau
d'eau pluvial, largement dimensionné dans le secteur, et donc l'injection
d'un faible débit supplémentaire ne pose aucun problème.
Ultérieurement sera réalisé un forage de réinjection dans
la même nappe aquifère.
2 - INSTALLATION DU SYSTEME PERCHE
2.1- Schéma de principe (voir planche n° 2)
La déconnection du logement du gardien permet d'établir
un régime de ralenti pour le chauffage des bureaux durant les nuits
et les week-end.
Les conditions de température intérieure sont les suivantes :
I
- régime normal : 19° C
* le lundi de Oh à 17h
* les mardi, mercredi, jeudi de 4h à 17h
* le vendredi de 4h à 15h
- régime réduit : 14° C
* horaires complémentaires du régime normal (nuits et week-end)
2 - INSTALLATION DU SYSTEME PERCHE
2.1- Schéma de principe (voir planche n° 2)
La déconnection du logement du gardien permet d'établir
un régime de ralenti pour le chauffage des bureaux durant les nuits
et les week-end.
Les conditions de température intérieure sont les suivantes :
I
- régime normal : 19° C
* le lundi de Oh à 17h
* les mardi, mercredi, jeudi de 4h à 17h
* le vendredi de 4h à 15h
- régime réduit : 14° C
* horaires complémentaires du régime normal (nuits et week-end)
Le fonctionnement chaudière / pompe â chaleur est asservi à
la température extérieure selon le diagramme suivant :
JOUR chaudière PAC +
chaudière
PAC
-S 10 18 température extérieure (°C)TNC
NUIT
-S lo 18.TNC
température extérieure (°C)
. au-dessus de 18°C extérieur tous les appareils de chauffage sont arrêtés
(18° C est la température de non chauffage : TNC)
. de 10 à 18° C extérieur, la pompe à chaleur couvre seule les demandes
de chaleur.
. dans la plage de température extérieure (5°C, 10°C) le jour et (-5°C, 10°C)
la nuit (ceci afin de favoriser la PAC en régime réduit) , le chauffage est
mixte : fuel domestic^ue / électricité.
La pompe à chaleur remonte les retours des radiateurs à une température
voisine de 48° C (température du ballon). Après quoi, la chaudière ajuste la'
température de départ vers les radiateurs à la valeur adéquate (commandée
par la température extérieure) .
. en-dessous de 5°C extérieur le' jour,-5°C la nuit, la PAC est systématiquement
coupée .
Les chapitres suivants donnent une description détaillée de cette
régulation et commentent,! l'appui des résultats ejcpérimentaux, le choix
des températures exposées ci-dessus.
Le fonctionnement chaudière / pompe â chaleur est asservi à
la température extérieure selon le diagramme suivant :
JOUR chaudière PAC +
chaudière
PAC
-S 10 18 température extérieure (°C)TNC
NUIT
-S lo 18.TNC
température extérieure (°C)
. au-dessus de 18°C extérieur tous les appareils de chauffage sont arrêtés
(18° C est la température de non chauffage : TNC)
. de 10 à 18° C extérieur, la pompe à chaleur couvre seule les demandes
de chaleur.
. dans la plage de température extérieure (5°C, 10°C) le jour et (-5°C, 10°C)
la nuit (ceci afin de favoriser la PAC en régime réduit) , le chauffage est
mixte : fuel domestic^ue / électricité.
La pompe à chaleur remonte les retours des radiateurs à une température
voisine de 48° C (température du ballon). Après quoi, la chaudière ajuste la'
température de départ vers les radiateurs à la valeur adéquate (commandée
par la température extérieure) .
. en-dessous de 5°C extérieur le' jour,-5°C la nuit, la PAC est systématiquement
coupée .
Les chapitres suivants donnent une description détaillée de cette
régulation et commentent,! l'appui des résultats ejcpérimentaux, le choix
des températures exposées ci-dessus.
2.2 - Régulation
La baisse de régime vise à favoriser le fonctionnement
de la pompe â chaleur.
Cependant elle subit un délestage systématique durant
les heures de pointe de la tarification E.D.F. , c'est-à-dire 4 heures
par jour (de 9h â llh et de 18h à 20h) sauf le dimanche, de Novembre
à Février. La chaudière assure alors seule' les besoins de chauffage.
Cette mesure permet un abattement de 60 % sur la prime
fixe de l'abonnement électrique.
2.2 - Régulation
La baisse de régime vise à favoriser le fonctionnement
de la pompe â chaleur.
Cependant elle subit un délestage systématique durant
les heures de pointe de la tarification E.D.F. , c'est-à-dire 4 heures
par jour (de 9h â llh et de 18h à 20h) sauf le dimanche, de Novembre
à Février. La chaudière assure alors seule' les besoins de chauffage.
Cette mesure permet un abattement de 60 % sur la prime
fixe de l'abonnement électrique.
- 10 -
Fonctionnement (tableau synoptique de la régulation - figure 3)
La régulation opère â débit constant dans les radiateurs
(pompe de circulation Pi en marche continue) .
La mise en route de la PAC, commandée par xone demande en
température du ballon (le thejnnostat TTM indique alors xone température
inférieure à 48°C) , se fait par la procédure suivante :
1 - pompe de forage (P3)
2 - pompe de circulation (P2)
3 - pompe à chaleur (après temporisation): 1er étage du
compresseur, puis 2ème étage si le 1er n'est pas suffisant.
Le ballon constitue une capacité tampon destinée à amortir
les coups de bélier dus au fonctionnement intermittent. En stabilisant au
mieux la pression dans le circuit, le ballon évite les démarrages trop fréquentsdes pompes.
- 10 -
Fonctionnement (tableau synoptique de la régulation - figure 3)
La régulation opère â débit constant dans les radiateurs
(pompe de circulation Pi en marche continue) .
La mise en route de la PAC, commandée par xone demande en
température du ballon (le thejnnostat TTM indique alors xone température
inférieure à 48°C) , se fait par la procédure suivante :
1 - pompe de forage (P3)
2 - pompe de circulation (P2)
3 - pompe à chaleur (après temporisation): 1er étage du
compresseur, puis 2ème étage si le 1er n'est pas suffisant.
Le ballon constitue une capacité tampon destinée à amortir
les coups de bélier dus au fonctionnement intermittent. En stabilisant au
mieux la pression dans le circuit, le ballon évite les démarrages trop fréquentsdes pompes.
11
La PAC ne peut fonctionner que si :
1 - La température extérieure est supérieure à 5° C en régime
normal, à - 5°C en régime réduit.
2 - Le thermostat du ballon détecte une température d'eau Inférieure
à 48 °C.
Lorsque ces conditions sont réalisées, l'eau en provenance de
ballon (prise basse) se réchauffe en passant dans le condenseur (alors que
l'eau du forage se refroidit en passant dans 1 ' évaporateur) .
En sortie du condenseur, l'eau est à environ 48° C. Elle transite
par le ballon (prise haute) et rejoint directement la vanne Vl (voie 1) . Du
fait de la mise en fonction de la PAC, la voie 3 est fermée, la voie 2 est
ouverte, et l'eau se dirige vers la vanne V2.
Deux éventualités se présentent :
1 - Sa température (?^j¿ 48° C) est suffisante pour assurer les
besoins en chauffage . La PAC couvre seule toutes les demandes en chaleur .
Dans ce cas, la vole 3 de la vanne V2 est fermée, les deux autres sont
ouvertes ; le trajet vanne Vl - vanne V2 est direct.
2 - Sa température n'est pas suffisante : la chaudière est donc
sollicitée. Un débit variable passe par les voies 1 et 3 de la vanne progressive
V2, dont l'ouverture est modulée par la sonde de température en aval de la
pompe de circulation Pi.
La température de départ étant correcte, l'eau est distribuée
dans les corps de chauffe (radiateurs) .
11
La PAC ne peut fonctionner que si :
1 - La température extérieure est supérieure à 5° C en régime
normal, à - 5°C en régime réduit.
2 - Le thermostat du ballon détecte une température d'eau Inférieure
à 48 °C.
Lorsque ces conditions sont réalisées, l'eau en provenance de
ballon (prise basse) se réchauffe en passant dans le condenseur (alors que
l'eau du forage se refroidit en passant dans 1 ' évaporateur) .
En sortie du condenseur, l'eau est à environ 48° C. Elle transite
par le ballon (prise haute) et rejoint directement la vanne Vl (voie 1) . Du
fait de la mise en fonction de la PAC, la voie 3 est fermée, la voie 2 est
ouverte, et l'eau se dirige vers la vanne V2.
Deux éventualités se présentent :
1 - Sa température (?^j¿ 48° C) est suffisante pour assurer les
besoins en chauffage . La PAC couvre seule toutes les demandes en chaleur .
Dans ce cas, la vole 3 de la vanne V2 est fermée, les deux autres sont
ouvertes ; le trajet vanne Vl - vanne V2 est direct.
2 - Sa température n'est pas suffisante : la chaudière est donc
sollicitée. Un débit variable passe par les voies 1 et 3 de la vanne progressive
V2, dont l'ouverture est modulée par la sonde de température en aval de la
pompe de circulation Pi.
La température de départ étant correcte, l'eau est distribuée
dans les corps de chauffe (radiateurs) .
12
Le thermostat situé dans le ballon peut détecter des retours
d'eau des radiateurs supérieurs â 48° C et dans ce cas :
- coupe la PAC (qui ne foncJ:lonne plus dans les conditions optima)
- ferme la voie 1 de la vanne VI .
- ouvre la vole 3 de la vanne VI pour autoriser im by-passage
de l'eau.
Le trajet : vanne Vl - radiateurs est similaire au précédent.
Pour des températures extérieures basses, la chaudière couvre
seule les demandes de chaleur.
La voie 1 de la vanne VI est verrouillée, les voies 2 et 3 étant
ouvertes. L'eau circule de la vanne Vl (voie 2) â la vanne V2 (voie 1) en
passant ou non par la chaudière.
Six modules SCS (Stafa Control System) placés dans la chaufferie
pilotent cette installation.
12
Le thermostat situé dans le ballon peut détecter des retours
d'eau des radiateurs supérieurs â 48° C et dans ce cas :
- coupe la PAC (qui ne foncJ:lonne plus dans les conditions optima)
- ferme la voie 1 de la vanne VI .
- ouvre la vole 3 de la vanne VI pour autoriser im by-passage
de l'eau.
Le trajet : vanne Vl - radiateurs est similaire au précédent.
Pour des températures extérieures basses, la chaudière couvre
seule les demandes de chaleur.
La voie 1 de la vanne VI est verrouillée, les voies 2 et 3 étant
ouvertes. L'eau circule de la vanne Vl (voie 2) â la vanne V2 (voie 1) en
passant ou non par la chaudière.
Six modules SCS (Stafa Control System) placés dans la chaufferie
pilotent cette installation.
13
MODULES SITUES DANS L'ARMOIRE DE REGULATION
NOMENCLA¬
TURE SCSNATUI^ FONCTION
SE2TV Relais à 2 étages Commande les 2 régimes en puissancedu compresseur de la PAC (avec tempo¬risation)
REA 2 /2 Programmateur météorologi¬que
Fixe une température de non chauffage(X ) avec différentiel de commutation (X)
K D
.pour une température extérieure supé¬rieure à X^, tous les appareils de chauf¬fage sont arrêtés (voyant Y éteint)
REA 2 Programmateur météorologi¬que
Fixe une température extérieure limitede fonctionnement de la PAC (X ) avecdifférentiel de commutation (X).
.si le voyant Yl est allumé, la PAC estsusceptible de fonctionner
Fixe une température extérieure limited'ouverture de la vanne Vl (X _) avecdifférentiel de commutation tx )
.si le voyant Y_ est alliomé la vanne Vest susceptible d 'être ouverte .
REH9 Régulateur de chauffage , Commande la PAC dont il régule la puis¬sance (par l'intermédiaire de SE2TV)
.consignes (paramètres de la loi de chauffé)TV -: température de départ vers les radia¬
teurs pour -10°C extérieurTV+ : température de départ vers les radia-j-
teurs pour + 10°C extérieurAn rabaissement de nuit (décalage vers
la gauche des courbes de la loi dechauffe )
... si le voyant Y est allumé , la PACfonctionne .
- en régime réduit (é ) : nuits et week-end.
- en régime normal (tf") : jour normal
REH9 Régulateur de chauffage Commande la chaudière. consignes : même signification. . si le voyant Y est allumé , la chaudière
fonctionne .
EUK2 Horloge de commutation. . Fixe les horaires deset réduit)
. . disque journalier
. . disque hebdomadaire.
2 régimes (normal
13
MODULES SITUES DANS L'ARMOIRE DE REGULATION
NOMENCLA¬
TURE SCSNATUI^ FONCTION
SE2TV Relais à 2 étages Commande les 2 régimes en puissancedu compresseur de la PAC (avec tempo¬risation)
REA 2 /2 Programmateur météorologi¬que
Fixe une température de non chauffage(X ) avec différentiel de commutation (X)
K D
.pour une température extérieure supé¬rieure à X^, tous les appareils de chauf¬fage sont arrêtés (voyant Y éteint)
REA 2 Programmateur météorologi¬que
Fixe une température extérieure limitede fonctionnement de la PAC (X ) avecdifférentiel de commutation (X).
.si le voyant Yl est allumé, la PAC estsusceptible de fonctionner
Fixe une température extérieure limited'ouverture de la vanne Vl (X _) avecdifférentiel de commutation tx )
.si le voyant Y_ est alliomé la vanne Vest susceptible d 'être ouverte .
REH9 Régulateur de chauffage , Commande la PAC dont il régule la puis¬sance (par l'intermédiaire de SE2TV)
.consignes (paramètres de la loi de chauffé)TV -: température de départ vers les radia¬
teurs pour -10°C extérieurTV+ : température de départ vers les radia-j-
teurs pour + 10°C extérieurAn rabaissement de nuit (décalage vers
la gauche des courbes de la loi dechauffe )
... si le voyant Y est allumé , la PACfonctionne .
- en régime réduit (é ) : nuits et week-end.
- en régime normal (tf") : jour normal
REH9 Régulateur de chauffage Commande la chaudière. consignes : même signification. . si le voyant Y est allumé , la chaudière
fonctionne .
EUK2 Horloge de commutation. . Fixe les horaires deset réduit)
. . disque journalier
. . disque hebdomadaire.
2 régimes (normal
14
CAPTEURS PLACES SUR LE CIRCUIT
NOMENCLATURESCS
NATURE FONCTION
ET - TH2
(1)
Sonde à plongeur Mesure la température de départvers le' condenseur(plage de température: 10 à 120°Cconstante de temps : 20 secondes)
.est relié à l'indicateur EMlA-T120(1)
FT - TH2
(2)
Sonde à plongeur Mesure la température de départvers les radiateurs
.est relié à l'indicateur EMlA-T120(2)
TTM-2D Thermostat à plon¬geur
Limite la température du ballonà la valeur de consigne choisie
FO - T35 Sonde extérieure Mesure la température extérieure. est relié à l'indicateur EMlA- ',
T35
INDICATEURS PLACES SUR L'ARidOIRE
: NOMENCLATURE: SCS
: EMl^ - T120: (1)
: EMlA - T35
' EMlA - T120; (2)
: NATURE
.Indicateur de tempé-: rature
: Indicateur de tempé-: rature
Indicateur de tempé¬rature
FCWCTION
. Affiche la températurevers le condenseur
. Affiche la température
' . Affiche la températurevers les radiateurs.
de départ :
extérieure :
de départ |
14
CAPTEURS PLACES SUR LE CIRCUIT
NOMENCLATURESCS
NATURE FONCTION
ET - TH2
(1)
Sonde à plongeur Mesure la température de départvers le' condenseur(plage de température: 10 à 120°Cconstante de temps : 20 secondes)
.est relié à l'indicateur EMlA-T120(1)
FT - TH2
(2)
Sonde à plongeur Mesure la température de départvers les radiateurs
.est relié à l'indicateur EMlA-T120(2)
TTM-2D Thermostat à plon¬geur
Limite la température du ballonà la valeur de consigne choisie
FO - T35 Sonde extérieure Mesure la température extérieure. est relié à l'indicateur EMlA- ',
T35
INDICATEURS PLACES SUR L'ARidOIRE
: NOMENCLATURE: SCS
: EMl^ - T120: (1)
: EMlA - T35
' EMlA - T120; (2)
: NATURE
.Indicateur de tempé-: rature
: Indicateur de tempé-: rature
Indicateur de tempé¬rature
FCWCTION
. Affiche la températurevers le condenseur
. Affiche la température
' . Affiche la températurevers les radiateurs.
de départ :
extérieure :
de départ |
- 15 -
3 - ANALYSE THERMIQUE DE LA PREMIERE CAMPAGNE DE CHAUFFE
(JANVIER ET FEVRIER 1982)
3.1 - Appareils de mesure
Pour suivre la première campagne de chauffe , nous disposions des
appareils suivants :
: APPAREILS
: Compteur à fuel: (précision de l/lOO litre)
\ Compteur électrique(précision de 1 kWh)
1 Compteur horaire* (précision de l/lO heure). t
i
: Enregistreurs de tempé-: rature :
: GRANDEUR MESUREE :
: . Consommation en fuel domestique de la :
chaudière :
. Somme des consommations en électricité de :"- la pompe à chaleur [- la pompe de forage '- la pompe de circulation P2 ]
. Durée de fonctionnement de la pompe à ]
chaleur \
, Température Intérieure :
. Température extérieure / Température |
des retours des radiateurs ]
De plus, la station météorologique de Bordeaux-Mérignac fournit
les données journalières suivantes :
- température minimale
- température maximale
- degré jour unifié base 18 (DJU.q)lo
- 15 -
3 - ANALYSE THERMIQUE DE LA PREMIERE CAMPAGNE DE CHAUFFE
(JANVIER ET FEVRIER 1982)
3.1 - Appareils de mesure
Pour suivre la première campagne de chauffe , nous disposions des
appareils suivants :
: APPAREILS
: Compteur à fuel: (précision de l/lOO litre)
\ Compteur électrique(précision de 1 kWh)
1 Compteur horaire* (précision de l/lO heure). t
i
: Enregistreurs de tempé-: rature :
: GRANDEUR MESUREE :
: . Consommation en fuel domestique de la :
chaudière :
. Somme des consommations en électricité de :"- la pompe à chaleur [- la pompe de forage '- la pompe de circulation P2 ]
. Durée de fonctionnement de la pompe à ]
chaleur \
, Température Intérieure :
. Température extérieure / Température |
des retours des radiateurs ]
De plus, la station météorologique de Bordeaux-Mérignac fournit
les données journalières suivantes :
- température minimale
- température maximale
- degré jour unifié base 18 (DJU.q)lo
16
3.2 - Etat des consignes à la fin de la période de calage
Nous donnons ci-dessous les valeurs des consignes affichées sur
les modules SCS présentés dans le chapitre précédent :
* Température de non chauffage (X^) : 18° C
* Température extérieure minimale de fonctionnement de la PAC (X )Kl
+ 5° C le jour
- 5° C la nuit
avec un différentiel de commutation (XD) nul
* Température extérieure minimale d'ouverture de la vanne Vl (X )
+ 5° c le jour
- 5° C la nuit
avec un différentiel de commutation (X ) nul.
* Température maximale du ballon : 48° C
* Paramètres de la loi de chauffage (voir figure 4)
PAC
[ Chaudière
; TV
45° C
45° C
TV
60° C
85° C
! N !
'' 12 ;
16 ;
* Horaires du régime réduit
"week-end" du vendredi 15h au lundi Oh
"nuit", sur semaine (âel7h à 4h
16
3.2 - Etat des consignes à la fin de la période de calage
Nous donnons ci-dessous les valeurs des consignes affichées sur
les modules SCS présentés dans le chapitre précédent :
* Température de non chauffage (X^) : 18° C
* Température extérieure minimale de fonctionnement de la PAC (X )Kl
+ 5° C le jour
- 5° C la nuit
avec un différentiel de commutation (XD) nul
* Température extérieure minimale d'ouverture de la vanne Vl (X )
+ 5° c le jour
- 5° C la nuit
avec un différentiel de commutation (X ) nul.
* Température maximale du ballon : 48° C
* Paramètres de la loi de chauffage (voir figure 4)
PAC
[ Chaudière
; TV
45° C
45° C
TV
60° C
85° C
! N !
'' 12 ;
16 ;
* Horaires du régime réduit
"week-end" du vendredi 15h au lundi Oh
"nuit", sur semaine (âel7h à 4h
17 _
3.3 - Résultats expérimentaux et interprétation
Les enregistreurs de températures ont permis de mesurer au
cours des semaines l'évolution des températiores :
- de l'air extérieur
- de l'air intérieur
- des retours des radiateurs
A titre d'exemple, la figure 5 donne la température intérieure
pour la période du '18 janvier au 27 janvier 1982.
Tous les tracés recueillis du 14 janvier au 28 février 1982
traduisent l'excellent comportement de la régulation. La mise en régime
réduit^ la remontée en régime normal et le fonctionnement alternatif :
chaudière / pompe à chaleur sont conformes aux consignes fixées. D'autre
part, nous avons pu constater que les horaires de réduction de régime
convenaient aux heures d'occupation des bureaux, ceci du fait de la bonne
inertie thermique des bâtiments.
Pour cette même raison, les valeurs An de l'abaissement de nuitpeuvent être particulièrement élevées : il en résulte une économie énergétique
sensible qui n'altère pas le confort thermique journalier grâce au démarrage
matinal du régime normal (Oh le lundi, 4h du mardi au vendredi) . =
A ce premier avantage énergétique , s ' associe la priorité de la
PAC sur la chaudière :
- en régime normal lorscjue la température extérieure est
comprise entre 10 et 18° C.
- en régime réduit lorsque la température extérieure est
comprise entre - 5 et 18° C. (c'est-à-dire pratiquement durant la totalité
des horaires du régime réduit puisque la température extérieure de base
pour Bordeaux est de - 5°C) . Ceci provient du fort décrochement des courbes
relatives aux fonctionnements normal/réduit de la chaudière.
Ainsi la faveur est donnée à la consommation en électricité au
détriment de la consommation en fuel domestique : c'était l'un des principaux
buts de l'opération PERCHE.
17 _
3.3 - Résultats expérimentaux et interprétation
Les enregistreurs de températures ont permis de mesurer au
cours des semaines l'évolution des températiores :
- de l'air extérieur
- de l'air intérieur
- des retours des radiateurs
A titre d'exemple, la figure 5 donne la température intérieure
pour la période du '18 janvier au 27 janvier 1982.
Tous les tracés recueillis du 14 janvier au 28 février 1982
traduisent l'excellent comportement de la régulation. La mise en régime
réduit^ la remontée en régime normal et le fonctionnement alternatif :
chaudière / pompe à chaleur sont conformes aux consignes fixées. D'autre
part, nous avons pu constater que les horaires de réduction de régime
convenaient aux heures d'occupation des bureaux, ceci du fait de la bonne
inertie thermique des bâtiments.
Pour cette même raison, les valeurs An de l'abaissement de nuitpeuvent être particulièrement élevées : il en résulte une économie énergétique
sensible qui n'altère pas le confort thermique journalier grâce au démarrage
matinal du régime normal (Oh le lundi, 4h du mardi au vendredi) . =
A ce premier avantage énergétique , s ' associe la priorité de la
PAC sur la chaudière :
- en régime normal lorscjue la température extérieure est
comprise entre 10 et 18° C.
- en régime réduit lorsque la température extérieure est
comprise entre - 5 et 18° C. (c'est-à-dire pratiquement durant la totalité
des horaires du régime réduit puisque la température extérieure de base
pour Bordeaux est de - 5°C) . Ceci provient du fort décrochement des courbes
relatives aux fonctionnements normal/réduit de la chaudière.
Ainsi la faveur est donnée à la consommation en électricité au
détriment de la consommation en fuel domestique : c'était l'un des principaux
buts de l'opération PERCHE.
18
La figure 6 permet de comparer les trois grandeurs les plus
significatives :
- température extérieure moyenne journalière (T )
- consommation en fuel et électricité
Rappelons qu'il s'agit de résultats relatifs à la période
de mise en route, aussi ne faut-il pas tenir compte de certains jours
(notamment le 1er weèk-end) où les valeurs des consignes de la régulation
n'étaient pas convenables et ont donc été soumises à correction ultérieure.
A l'appui du graphique, on peut faire les commentaires suivants
Le 26 janvier, T = 9,15° C; à cette température douce correspond
un équilibre entre la consommation en électricité et celle en fuel.
Les deux journées qui suivent (respectivement : T = 7,45°C et
2,90° C) accusent une forte consommation en fuel, et une consommation en
électricité d'autant plus faible que la température extérieure est plus
basse : ceci du fait de la coupxire de la PAC au dessous de + 5° C le jour
et -5°C la nuit.
Par contre, pendant les week-end (régime réduit) , la situation
est inversée : du vendredi 29 janvier au lundi 1er. février, la consommation
en électricité dépasse celle en' fuel : le week-end, la PAC est prioritaire
sur la chaudière . Ce phénomène est encore plus marqué pour le week-end qui
suit.
Finalement, on peut dire que, exception faite des quelques
balbutiements initiaux, les consommations fuel/électricité s'avèrent être
conformes à ce que l'on attendait de l'installation de chauffage PERCHE.
18
La figure 6 permet de comparer les trois grandeurs les plus
significatives :
- température extérieure moyenne journalière (T )
- consommation en fuel et électricité
Rappelons qu'il s'agit de résultats relatifs à la période
de mise en route, aussi ne faut-il pas tenir compte de certains jours
(notamment le 1er weèk-end) où les valeurs des consignes de la régulation
n'étaient pas convenables et ont donc été soumises à correction ultérieure.
A l'appui du graphique, on peut faire les commentaires suivants
Le 26 janvier, T = 9,15° C; à cette température douce correspond
un équilibre entre la consommation en électricité et celle en fuel.
Les deux journées qui suivent (respectivement : T = 7,45°C et
2,90° C) accusent une forte consommation en fuel, et une consommation en
électricité d'autant plus faible que la température extérieure est plus
basse : ceci du fait de la coupxire de la PAC au dessous de + 5° C le jour
et -5°C la nuit.
Par contre, pendant les week-end (régime réduit) , la situation
est inversée : du vendredi 29 janvier au lundi 1er. février, la consommation
en électricité dépasse celle en' fuel : le week-end, la PAC est prioritaire
sur la chaudière . Ce phénomène est encore plus marqué pour le week-end qui
suit.
Finalement, on peut dire que, exception faite des quelques
balbutiements initiaux, les consommations fuel/électricité s'avèrent être
conformes à ce que l'on attendait de l'installation de chauffage PERCHE.
19
4 - ETUDE ENERGETIQUE ET FINANCIERE DU PROJET
4.1 - Calcul des consommations et des dépenses de chauffage
4.1.1 - Solution traditionnelle au fuel_domestique
a/ Fuel
Le tableau ci-dessous résume les consommations et les
dépenses en fuel oil domestique relatives aux cinq dernières saisons de
chauffe :
: ANNEE
; 1976
; 1977
; 1978
; 1979
; 1980
CONSOMMATIONS FOD ( litres)
30 549
; 32 507
' 35 067
30 363 '
32 861
DEPENSES (F.
19 778
24 374
28 382
28 379
46 769
TTC) :
Consommation mcjyenne annuelle de FOD : 32 20O litres
Tarif au 7 janvier 1982 :
Pour une livraison en vrac de 5 OOO à 13 999 litres dans
la région de Bordeaux, le prix est de 2,138 F T. T. C. /litre de FOD.
Les dépenses annuelles de fuel s'élèvent à
32 2 00 X 2,138 F TTC soit :
68 844 F TTC/saison de chauffe
19
4 - ETUDE ENERGETIQUE ET FINANCIERE DU PROJET
4.1 - Calcul des consommations et des dépenses de chauffage
4.1.1 - Solution traditionnelle au fuel_domestique
a/ Fuel
Le tableau ci-dessous résume les consommations et les
dépenses en fuel oil domestique relatives aux cinq dernières saisons de
chauffe :
: ANNEE
; 1976
; 1977
; 1978
; 1979
; 1980
CONSOMMATIONS FOD ( litres)
30 549
; 32 507
' 35 067
30 363 '
32 861
DEPENSES (F.
19 778
24 374
28 382
28 379
46 769
TTC) :
Consommation mcjyenne annuelle de FOD : 32 20O litres
Tarif au 7 janvier 1982 :
Pour une livraison en vrac de 5 OOO à 13 999 litres dans
la région de Bordeaux, le prix est de 2,138 F T. T. C. /litre de FOD.
Les dépenses annuelles de fuel s'élèvent à
32 2 00 X 2,138 F TTC soit :
68 844 F TTC/saison de chauffe
20
b/ Electricité
La consommation en électricité est due aux appareils suivants
- pompe de circulation 3 kW
- brûleur 0,4 kW
La durée de fonctionnement est estimée à 3 500 heures/an.
Les consommations électriques sont donc de :
3,4 X 3500 = 11 900 kWh
Le coût moyen de l'énergie électrique est de 0,34 F TTC/kT-Jh
(tarif de janvier 82 ,- hypothèses d'utilisation journalière : 4h en heures
pleines, 6 h en heures creuses, 4 h en pointe pour les mois de Novembre à
Février) .
Les dépenses annuelles d'électricité s'élèvent à :
11 900 X 0,34 F TTC soit
4 046 F TTC/saison de chauffe
c/ Récapitulatif
On peut dresser le tableau des dépenses annuelles
de chauffage pour la solution traditionnelle au fuel domestique :
] POSTE DE DEPENSE
FOD1 Electricité] Entretien (noste P2)
i TOTAL
MONTANT \
F TTC / SAISON DR. CHAUFFE :
' 68 844 '4 046 [
3 500 ;
76 390 F TTC \
20
b/ Electricité
La consommation en électricité est due aux appareils suivants
- pompe de circulation 3 kW
- brûleur 0,4 kW
La durée de fonctionnement est estimée à 3 500 heures/an.
Les consommations électriques sont donc de :
3,4 X 3500 = 11 900 kWh
Le coût moyen de l'énergie électrique est de 0,34 F TTC/kT-Jh
(tarif de janvier 82 ,- hypothèses d'utilisation journalière : 4h en heures
pleines, 6 h en heures creuses, 4 h en pointe pour les mois de Novembre à
Février) .
Les dépenses annuelles d'électricité s'élèvent à :
11 900 X 0,34 F TTC soit
4 046 F TTC/saison de chauffe
c/ Récapitulatif
On peut dresser le tableau des dépenses annuelles
de chauffage pour la solution traditionnelle au fuel domestique :
] POSTE DE DEPENSE
FOD1 Electricité] Entretien (noste P2)
i TOTAL
MONTANT \
F TTC / SAISON DR. CHAUFFE :
' 68 844 '4 046 [
3 500 ;
76 390 F TTC \
21 _
A. 1.2 - Solution_PERCHE
a/ Mesures effectuées du 14 janvier au 28 février 1982
* Fuel
La consommation en fuel oil domestique pour la période
du 14 janvier au 28 février 1982 a été de : 2 266 litres.
21 _
A. 1.2 - Solution_PERCHE
a/ Mesures effectuées du 14 janvier au 28 février 1982
* Fuel
La consommation en fuel oil domestique pour la période
du 14 janvier au 28 février 1982 a été de : 2 266 litres.
22 -
* Electricité
La consommation électrique est due aux appareils :
- du circuit PAC
groupe PAC 10 kW
pompe de forage 3 Kw
I pompe de circulation 1 kW
- du circuit chaudière
pompe de circulation 3 Kw
brûleur 0, 4 Kw
Les durées de fonctionnement sur la période du 14 janvier au
28 février ont été de :
- circuit PAC 500 heures
(valeur donnée par le compteur horaire)
avec la répartition suivante :
40 % en heures creuses , 60 % en heures pleines
- circuit chaudière 660 heures
(valeur estimée sur la base de 3 500 heures de fonctionnement
pendant les 243 jours d'une saison de chauffe) .
Les consommations électriques ont été, pour la même période, de
- circuit PAC 6 988 kwh
(valeur donnée par le compteur électrique)
. \
- circuit chaudière 2 244 kWh
(valeur calculée)
22 -
* Electricité
La consommation électrique est due aux appareils :
- du circuit PAC
groupe PAC 10 kW
pompe de forage 3 Kw
I pompe de circulation 1 kW
- du circuit chaudière
pompe de circulation 3 Kw
brûleur 0, 4 Kw
Les durées de fonctionnement sur la période du 14 janvier au
28 février ont été de :
- circuit PAC 500 heures
(valeur donnée par le compteur horaire)
avec la répartition suivante :
40 % en heures creuses , 60 % en heures pleines
- circuit chaudière 660 heures
(valeur estimée sur la base de 3 500 heures de fonctionnement
pendant les 243 jours d'une saison de chauffe) .
Les consommations électriques ont été, pour la même période, de
- circuit PAC 6 988 kwh
(valeur donnée par le compteur électrique)
. \
- circuit chaudière 2 244 kWh
(valeur calculée)
23
* Gaz naturel
La consommation en gaz naturel correspond au chauffage
du logement du gardien.
Dans la solution traditionnelle au fuel, la part du gardien
est évaléue à 2 300 litres de FOD.
Avec les hypothèses suivantes :
1 m3 de FOD : 8,5 kth
1 m3 de gaz de Lacq : 8,8 th
On établit que 2 300 litres de FOD sont énergétiquement
équivalents à 2 220 m3 de gaz naturel.
Le coût moyen du gaz naturel est de 19 centimes HT/kWh,
soit 2,286 F TTC/m3.
On peut évaluer la dépense annuelle en gaz naturel
2 220 X 2,286 F TTC, soit :
5 075 F TTC/saison de chauffe
23
* Gaz naturel
La consommation en gaz naturel correspond au chauffage
du logement du gardien.
Dans la solution traditionnelle au fuel, la part du gardien
est évaléue à 2 300 litres de FOD.
Avec les hypothèses suivantes :
1 m3 de FOD : 8,5 kth
1 m3 de gaz de Lacq : 8,8 th
On établit que 2 300 litres de FOD sont énergétiquement
équivalents à 2 220 m3 de gaz naturel.
Le coût moyen du gaz naturel est de 19 centimes HT/kWh,
soit 2,286 F TTC/m3.
On peut évaluer la dépense annuelle en gaz naturel
2 220 X 2,286 F TTC, soit :
5 075 F TTC/saison de chauffe
24
b/ Estimation sur une année de chauffe des consommations et
des dépenses de la solution PERCHE
En prenant référence sur les DJU.^ (degré jour unifié, base 18),lo
on peut . faire une estimation des différentes consommations sur une
saison de chauffe (du 1er octobre au 31 mal, soit 243 jours) .
PERIODE DU 14.01.82AU 28.02.82(46 jours)
SAISON DE CHAUFFE01-10 au 31-05.82
(243 jours)
DJU18
Consommation en fuel
Consommation électrique
Consommation en gaznaturel
456,2
2 266 litres
9 232 kWh,6988 kWh circuit PAC
,2244 kWh circuitchaudière
2 205
10 952 litres
44 622 kwh
2 220 m3
Le coût de l'énergie est de :
* 0,28 F T. T. C. /kwh pour le circuit PAC (tarif de Janvier 82) ;
hypothèse d'utilisation journalière : 6 h en heures pleines ;
5 h en heures creuses. En effet. le système PAC est délesté
durant les heures de pointe .
* 0,34 F T. T. C. /kwh pour le circuit chaudière (tarif Janvier 82) ;
même hypothèse qu ' au paragraphe b , 4.1.1.
Les coûts des autres combustibles restent Inchangés par rapport
à la solution au fuel oil domestique.
24
b/ Estimation sur une année de chauffe des consommations et
des dépenses de la solution PERCHE
En prenant référence sur les DJU.^ (degré jour unifié, base 18),lo
on peut . faire une estimation des différentes consommations sur une
saison de chauffe (du 1er octobre au 31 mal, soit 243 jours) .
PERIODE DU 14.01.82AU 28.02.82(46 jours)
SAISON DE CHAUFFE01-10 au 31-05.82
(243 jours)
DJU18
Consommation en fuel
Consommation électrique
Consommation en gaznaturel
456,2
2 266 litres
9 232 kWh,6988 kWh circuit PAC
,2244 kWh circuitchaudière
2 205
10 952 litres
44 622 kwh
2 220 m3
Le coût de l'énergie est de :
* 0,28 F T. T. C. /kwh pour le circuit PAC (tarif de Janvier 82) ;
hypothèse d'utilisation journalière : 6 h en heures pleines ;
5 h en heures creuses. En effet. le système PAC est délesté
durant les heures de pointe .
* 0,34 F T. T. C. /kwh pour le circuit chaudière (tarif Janvier 82) ;
même hypothèse qu ' au paragraphe b , 4.1.1.
Les coûts des autres combustibles restent Inchangés par rapport
à la solution au fuel oil domestique.
- 25
RECAPITULATIF DES DEPENSES ANNUELLES PREVISIONNELLES RELATIVES
A LA SOLUTION PERCHE
POSTE DE DEPENSE
: Fuel
: Electricité
: Gaz
: Entretien (poste P2)
: TOTAL
MONTANT :
(F TTC / SAISON DE CHAUFFE) [
23 415 :
13 145 :
5 075 :
6 OOO :
47 635 F TTC :
- 25
RECAPITULATIF DES DEPENSES ANNUELLES PREVISIONNELLES RELATIVES
A LA SOLUTION PERCHE
POSTE DE DEPENSE
: Fuel
: Electricité
: Gaz
: Entretien (poste P2)
: TOTAL
MONTANT :
(F TTC / SAISON DE CHAUFFE) [
23 415 :
13 145 :
5 075 :
6 OOO :
47 635 F TTC :
26
4.2 - Bilan énergétique annuel
1 SOLUTION FUEL
: Fuel Electricité
: 32 200 litres 11 900 kWh
: 27,37 TEP 2,64 TEP
l TOTAL : 30,01 TEP
1 SOLUTION PERCHE ]
Fuel Electricité Gaz naturel :
10 952 1 44 622 kWh 2 220 m3 :
9,31 TEP 9,92 TEP 1,95 TEP :
TOTAL : 21,18 TEP ;
* sur la base de 4 50O kWh électrique par TEP
Economie annuelle : 8,83 TEP
4.3 - Bilan financier annuel ( F TTC )
: Fuel
: 68 844
SOLUTION FUEL
Electricité Entretien
4 046 3 500
TOTAL : 76 390 F TTC
SOLUTION PERCHE :
Fuel Electricité Gaz naturel Entretien _
23 415 13 145 5 075 6 OOO :
TOTAL : 47 635 F TTC :
Economie annuelle : 28 755 F TTC
Investissement réalisé
Temps de retour
Ratio investissement /TEP économisée.
70 000 F TTC
2,43 ans
7 928 F TTC
26
4.2 - Bilan énergétique annuel
1 SOLUTION FUEL
: Fuel Electricité
: 32 200 litres 11 900 kWh
: 27,37 TEP 2,64 TEP
l TOTAL : 30,01 TEP
1 SOLUTION PERCHE ]
Fuel Electricité Gaz naturel :
10 952 1 44 622 kWh 2 220 m3 :
9,31 TEP 9,92 TEP 1,95 TEP :
TOTAL : 21,18 TEP ;
* sur la base de 4 50O kWh électrique par TEP
Economie annuelle : 8,83 TEP
4.3 - Bilan financier annuel ( F TTC )
: Fuel
: 68 844
SOLUTION FUEL
Electricité Entretien
4 046 3 500
TOTAL : 76 390 F TTC
SOLUTION PERCHE :
Fuel Electricité Gaz naturel Entretien _
23 415 13 145 5 075 6 OOO :
TOTAL : 47 635 F TTC :
Economie annuelle : 28 755 F TTC
Investissement réalisé
Temps de retour
Ratio investissement /TEP économisée.
70 000 F TTC
2,43 ans
7 928 F TTC
BILAN ÉNERGÉTIQUE ANNUEL
Solution Fuel
Électricité(9 %)
Fuel(91 %) Total
Solution 3erche
Électricité(33 %> ^ ^ - - - * s ^
Fuel ^ ^ ^ ^ H(31 %) ^ ^ ^ H
: 30 TEP
y\ '
r\ Gaz nature\ (7 %)
/ Économie/ (29 %ï
BILAN FINANCIER(charges annuelles de chauffage)
Solution Fuel Solution Perche
Gaz naturel(7 %)
Entretien(5 %)
électricité(5 %)
Électricité(17 %)
Entretien(8 %)
Fuel(31 %)
Amortissement(18 %ï
Économie(19 %)
Fuel(90 %)
Total : 76 390 FTTC
27
On envisage d'amortir l'investissement sur une période
courte car le matériel installé est relativement âgé.
Pour cela on a choisi une durée d'amortissement de 5 ans.
Taux interne de rentabilité : 30 %
(en franc constant )
Compte tenu de l'investissement et de la durée d'amortissement,
le total des dépenses est de 61 635 F TTC/saison de chauffe (valeur Janvier 82)
On dégage ainsi une économie annuelle de 14 755 F dès la
première année. Cette économie doit augmenter en franc courant car les
dépenses de la solution PERCHE sont moins sujet à dérive de prix (23 % du coût
est constant) que la solution traditionnelle au fuel domestique.
27
On envisage d'amortir l'investissement sur une période
courte car le matériel installé est relativement âgé.
Pour cela on a choisi une durée d'amortissement de 5 ans.
Taux interne de rentabilité : 30 %
(en franc constant )
Compte tenu de l'investissement et de la durée d'amortissement,
le total des dépenses est de 61 635 F TTC/saison de chauffe (valeur Janvier 82)
On dégage ainsi une économie annuelle de 14 755 F dès la
première année. Cette économie doit augmenter en franc courant car les
dépenses de la solution PERCHE sont moins sujet à dérive de prix (23 % du coût
est constant) que la solution traditionnelle au fuel domestique.
28
CONCLUSION
Les bilans énergétique et financier montrent l'intérêt de
l'installation de chauffage des locaux du B.R.G.M. par pompe â chaleuren relève de chaudière.
Toutefois, il faut tenir compte du fait que ces bilans sont
une estimation des résultats relatifs à une courte période : du 14 janvierau 28 février 1982, pendant laquelle en outre nous avons été amenés â
ajuster les valeurs de certaines consignes de la régulation.
Cette opération PERCHE nécessite des installations très
performantes .
Tout d'abord en ce qui concerne la partie forage, la nappe
doit satisfaire des critères de qualité (non ensablement) et de productivité
(faible rabattement pour le débit de pompage imposé).
Ensuite, les modules de la régulation dont on disposedoivent permettre une certaine souplesse de réglage afin d'adapterle mieux possible la régulation en place au cas particulier traité.
D'autre part, la connaissance du COP moyen global de l'installationtout à fait déterminant pour la poursuite de l'opération, appelle la pose
d'un compteur â calories au niveau du condenseur de la pompe â chaleur. En
effet, le COP de 4,8 annoncé au chapitre 2 ne tient compte que de la consom¬
mation électrique du groupe PAC, et non pas de la pompe du forage ni de cellede circulation.
ooooooo
28
CONCLUSION
Les bilans énergétique et financier montrent l'intérêt de
l'installation de chauffage des locaux du B.R.G.M. par pompe â chaleuren relève de chaudière.
Toutefois, il faut tenir compte du fait que ces bilans sont
une estimation des résultats relatifs à une courte période : du 14 janvierau 28 février 1982, pendant laquelle en outre nous avons été amenés â
ajuster les valeurs de certaines consignes de la régulation.
Cette opération PERCHE nécessite des installations très
performantes .
Tout d'abord en ce qui concerne la partie forage, la nappe
doit satisfaire des critères de qualité (non ensablement) et de productivité
(faible rabattement pour le débit de pompage imposé).
Ensuite, les modules de la régulation dont on disposedoivent permettre une certaine souplesse de réglage afin d'adapterle mieux possible la régulation en place au cas particulier traité.
D'autre part, la connaissance du COP moyen global de l'installationtout à fait déterminant pour la poursuite de l'opération, appelle la pose
d'un compteur â calories au niveau du condenseur de la pompe â chaleur. En
effet, le COP de 4,8 annoncé au chapitre 2 ne tient compte que de la consom¬
mation électrique du groupe PAC, et non pas de la pompe du forage ni de cellede circulation.
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FIGURESFIGURES
DÉP^ : -BB COMMUNE : PCSS f\ C
Coupo auj ét.il)llo p.ir : E r 4- (^ , T"
Iodic* et*
cUliement îyx^ I ¿x| oi(<i^i
IntorprCtin p.ir :
YlZtol
hilin^.
'iB.
'íí^J
2o,3,
Dimi'COup* tochniqu*
C<^f<g^xl
LZ\ îci
N>ppnet pl>n d'ciu
NPr3/U
Át^x
U
Ho"/-
Fchint.
Zo.i
Coup*
. \
ÓA, *=**
* » .
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«
.i-C-N'
3* O *
DESCRIPTION CCOIOCIQUE
S^UU moy«v\ rtretvîe< Ptsjatir <\ evr{j
A ncvA W Ovri^* &<a.tU,o VC
Si*.Ulc Cl.ri* torobre ^ «^t Lc£.{¿%..<.«.<.¿ c*/rck «A era «V-
Ai-SJi[^ u SttblÊOSi t\- SobWr «. ''tf:>jp lA*i^
Sea-V.U «y ¡5 -W^a-^^tf-nrkCwr ¿X r¿4.'i \T'-^'^T' \«i->v
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/\r<ryiU S^XXcAJ^fi.
.* <o
StrjOf»P
t>3t* Kofizon UDttNîviiu
pitiomttriqu*Cot*
pittomttriqu*0«bic
<n m' h*ur*Niveau
¿ffumiau*Rjban«ni<nt OBÍERVATIOMS
To.Rii¡iti«¡t«
( 20- dH' Rttidvi t«c Cj MsTt.4IU<l
Ni-i-i;
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Cl so« Cj:U^>iI
FIGUf\E l Coupe' technique du forage F1
DÉP^ : -BB COMMUNE : PCSS f\ C
Coupo auj ét.il)llo p.ir : E r 4- (^ , T"
Iodic* et*
cUliement îyx^ I ¿x| oi(<i^i
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FIGUf\E l Coupe' technique du forage F1
FIGURE 2
V V ^ 1 ^ V V V. k <. V
Rabattement(pour Qrfô rrf/h
Aquifère
Crépine
i-
Forage
vers la PAC ( cvoporotcur)>
^ T "Çr r T r «r T-^ir-^
Niveau _ piézométrique 2 m 20
Niveau dynamique5m50
Pompe immergée__11 m30-- 12m
. * .. . '^ ^
20m30
SCHEMA DE L'INSTALLATION
DE POMPAGE DANS LE FORAGE F1
FIGURE 2
V V ^ 1 ^ V V V. k <. V
Rabattement(pour Qrfô rrf/h
Aquifère
Crépine
i-
Forage
vers la PAC ( cvoporotcur)>
^ T "Çr r T r «r T-^ir-^
Niveau _ piézométrique 2 m 20
Niveau dynamique5m50
Pompe immergée__11 m30-- 12m
. * .. . '^ ^
20m30
SCHEMA DE L'INSTALLATION
DE POMPAGE DANS LE FORAGE F1
FIOURE S TABLEAU SYNOPTIQUE DE LA REGULATION
HORtOCÊRELAIS PROORAMMAieUR METtO PHOCMAMMATEUR METEO REGULATEUR ( 1 ) REGULATEUR (2j
O1
o2
C Y OY1
OY2Tf. MOINS
0- ENCLENCHEMENTDES ETAGES 1 ET 2DE LA POMPE A CHALEUR
SE2TV
X,
REA 2 REA ?/2
YO
anQRE H 9
O
YO
Odisouc jour nol icr_
REH9 EUK 2
/P2
-Lt:
[^:Li' O. POMPE A CHALEUR
sonde delempérntur
0--
BALLON
CHAUDILRE
M
.tltfCTí^tl'í
vanne:VI
REJETS
^77>FOrlAGË n
p?
///y
^ sor.-rfe -JelerpéraCureenteneure
VANNEV2 PI
lempéralure I
FIOURE S TABLEAU SYNOPTIQUE DE LA REGULATION
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LOI DE CHAUFFAGE FIGURE i
/
1
LOI DE CHAUFFAGE FIGURE i
/
1
Lt'fjDl »lol I ;/A?Di ^ .tfl / MERCREDI 2o./m/ " -lEU'^l ^» -OV . / "^ VLNUKfaDI t,vX< / SA/.VEDI .
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VLNUKfaPI Z,vX< / SAMEDI Jí^-OíJ DIWANCt-E t<«.CI i}M*fi^jij ; u. IS ;ii ;? r. ^ í (> R h'm) lí i¿ is m » ;; / i ¿ s in 1; n v, is ;ii ?> ;i ? 4 t
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FIGURE
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FIGURE
FIGURE 6 lereRESULTATS DE LA 1 CAMPAGNE DE CHAUFFE
700
( du 14 Janvier au 28 Février )
Kwh / Jour
F U E L Cileulé sur le PCI
ELECTRICITECONSOMMATIONS
remperarure
extérieure
1* 1S 16 17 18 19 2D 21 22. ?3 24 25 26 27 26 16 17 16 19 20 21 2.2 23 24 25 2Û 27 28
Janvier Février
ANNEXE Al
CARACTERISTIQUES TECHNIQUES DU GROUPE CARRIER 30 OA 10
(Documentation CARRIER)
ANNEXE Al
CARACTERISTIQUES TECHNIQUES DU GROUPE CARRIER 30 OA 10
(Documentation CARRIER)
DESCRIPTIONLes refroidisseurs de liquida 30QA sont réalisés ¿ partir decompresseurs semi-hermétiques de la série 060, fonction¬nant ou R-22.
Chaque groupe comprend:un compresseur, un condenseur à eau, un évaporateur, le
circuit frigorifique et le coffret électrique. Ces éléments sontassemblés sur un socle commun.
Moto-compresseurLes compresseurs utilisés sur ces refroidisseurs sont du typetemi-hermétiquB.
Le moteur est refroidi par les gaz d'aspiration. Un thermostatde protection fixé sur le chignon des enroulements protègecontre les échauffements accidentels du moteur.
La lubrification est assurée par une pompe aspirant dans lecarter à travers un filtre.
Un réchauffeur de carter limite, à l'arrêt, la dilution d'huilepar le R-22.
EvaporateurL'évaporateur est constitué par une virole en acier et unfaisceau tubuleire en cuivre dudgeonné sur une plaque enacier. L'évaporation du fluide se produit à l'intérieur dufaisceau qui forme un circuit frigorifique unique, L'eaucircule dans la virole entre des chicanes en polypropylene.
L'évaporateur est isolé par un revêtement en matièreplastique expansée â cellules fermées, étanche â la vapeurd'eau.
CondenseurLe condenseur est constitué par une virole en acier et uncertain nombre de serpentins en tube cuivre aileté dont lesextrémités sont brasées sur l'un des fonds.
Le condenseur sert de suppoit au compresseur et au coffretélectrique.
Circuit frigorifiqueLe circuit frigorifique en tubes cuivre, entièrement brasé, estréalisé et éprouvé en usine. Les conduites sont dimension-nées de façon à satisfaire aux conditions extrêmes defonctionnement. Elles permettent en particulier le fonc¬tionnement avec deux dispositifs de réduction de puissancesur les modèles 30QA008, 010 et 013.
La circuit liquide comporte un filtre déshydrateur. unindicateur de liquide et d'humidité et t^n détendeurthermostatique à égalisation externe.
La conduite de refoulement comporte un silencieux. Celled'aspiration est entièrement isolée par un revètemeni enmatière plastique expansée.
Charge de R-22Les groupes sont chargés en usine en R-22, conformémentà la table ci-dessous:
Los valeurs de consigne des pressostats sont indiquées ci-dessous.
30OA
R-22
003
7l<g
006
13 kg
008
10 kg
010
11 kg
013
12 kg
Vibrations et niveau sonoreLa fixation souple du compresseur ot l'utilisation d'unsilencieux de refoulement assurent un fonctionnementparticulièrement silencieux.
Organes de sécuritéLes groupes sont livrés avec leurs organes de sécuritécâblés. Le choix du système de régulation est laissé àl'installateur; cependant, des bornes sont prévues pour sonraccordement.
Protection contre les surcharges:1. 30QA003
Réalisée par des relais à maximum contrôlant j'iniensitésur chacune des trois phases. Ces relais, insensibles auxvariations de température, commandent l'ouverture ducircuit de contrôle en cas de surintensllé dans l'une destrois phases.La valeur de l'intensité de déclenchement est indiquéedans le paragraphe; "caractéristiques électriques".
2. 30QA006-O13Réalisée par le disjoncteur hydromagnétique contrôlantl'intensité sur chacune des trois phases. Une surintensitédans l'une des trois phases provoque le déclenchementdu disjoncteur:
le moteur du compresseur n'est plus alimenté,l'ouverture simultanée du contact auxiliaire dudisjoncteur coupe l'alimentation du circuit decontrôle.
Protection contre réchauffement des enroulements :
Un thermostat placé sur le chignon des fenroulemenis ouvtele circuit de contrôle en cas d'élévation exogcrée de latempérature des enroulements et ne permet la remise enroute que lorsque la température est redevenue normale.
- Pressostat HP-BP:
Le pressostat HP ouvre le circuit de contrôle pour unevaleur déterminée de la presión de condensation.
Le pressostat BP ouvre le circuit de contrôle pour unevaleur déterminée de la pression d'évaporation.
HP
Déclenchemenl
psig
275
kg/cm'
19.3
Enclenchement
psig
186
kg/cm'
13,0
BP
Déclenchement
psig
45
kg/cm*
3,2
Enclenchemoni
psig
70
kg/cm'
4,9
-Thermostat antigel:
La protection contre le gel est assurée par un thermostatdont le bulbe est logé dans l'évaporateur, près de laconduite de sortie d'eau.
Normes
Ces appareils sont construits conformément aux normes envigueur en Europe. En particulier:
- ils sont approuvés "Sen/ice des Mines".
- ils sont approuvés "TUV." sur demande.
- le câblage et l'appareillage électrique sont conformes auxnormes de l'U.T.E.
- la protection des coffrets de commande est conforme à lapublication No. 144 de la C.E.I. (degré de protectionIP-43) . Ceci est valable pour les groupes 30OA006 ¿ 01 3.
TABLES DE PUISSANCE
Les tables de puissance sont établies pour les conditions defonctionnement suivantes:
-eau à la sortie de l'évaporateur comprise entre 4 et 10*C.Pour dos températures différentes, consulter le distributeurCARRIER. plutôt que d'extrapoler.
- chute de température à travers l'évaporateur compriseentre 4 et 8*C. Corriger éventuellement en fonction de laFig.l.
résistance due à l'encrassement:1 x10-'m^h.C/Kca^
Le choix de la résistance due â l'encrassement pour lecondenseur pourra être fait en se basant sur la table ci-dessous.
Un traitement chimique peut s'avérer nécessaire (voirCARRIER DESIGN MANUAL, pan 5"Water conditioning").
Résistance duoà l'encrassement
m».h.*C/Kcal.
0
1 xlO-"
2x10-*
4x10-*
incompatibis
UTILISATION
Cas exceptionnel. Eau traitée
Eau de villoEau de puits
Eau de rivière propreEau de puits ou de ville légèrement dure.
Eau de rivière légèrement boueuseEau dure
Eau polluée ou saumâtre.
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II:
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3 4 5 ó 7 8 9
A t i travers l'évaporateur
FIG. 1 CORRECTION SUR LA TEMPERATUREDE SORTIE OE L'EVAPORATEUR
DESCRIPTIONLes refroidisseurs de liquida 30QA sont réalisés ¿ partir decompresseurs semi-hermétiques de la série 060, fonction¬nant ou R-22.
Chaque groupe comprend:un compresseur, un condenseur à eau, un évaporateur, le
circuit frigorifique et le coffret électrique. Ces éléments sontassemblés sur un socle commun.
Moto-compresseurLes compresseurs utilisés sur ces refroidisseurs sont du typetemi-hermétiquB.
Le moteur est refroidi par les gaz d'aspiration. Un thermostatde protection fixé sur le chignon des enroulements protègecontre les échauffements accidentels du moteur.
La lubrification est assurée par une pompe aspirant dans lecarter à travers un filtre.
Un réchauffeur de carter limite, à l'arrêt, la dilution d'huilepar le R-22.
EvaporateurL'évaporateur est constitué par une virole en acier et unfaisceau tubuleire en cuivre dudgeonné sur une plaque enacier. L'évaporation du fluide se produit à l'intérieur dufaisceau qui forme un circuit frigorifique unique, L'eaucircule dans la virole entre des chicanes en polypropylene.
L'évaporateur est isolé par un revêtement en matièreplastique expansée â cellules fermées, étanche â la vapeurd'eau.
CondenseurLe condenseur est constitué par une virole en acier et uncertain nombre de serpentins en tube cuivre aileté dont lesextrémités sont brasées sur l'un des fonds.
Le condenseur sert de suppoit au compresseur et au coffretélectrique.
Circuit frigorifiqueLe circuit frigorifique en tubes cuivre, entièrement brasé, estréalisé et éprouvé en usine. Les conduites sont dimension-nées de façon à satisfaire aux conditions extrêmes defonctionnement. Elles permettent en particulier le fonc¬tionnement avec deux dispositifs de réduction de puissancesur les modèles 30QA008, 010 et 013.
La circuit liquide comporte un filtre déshydrateur. unindicateur de liquide et d'humidité et t^n détendeurthermostatique à égalisation externe.
La conduite de refoulement comporte un silencieux. Celled'aspiration est entièrement isolée par un revètemeni enmatière plastique expansée.
Charge de R-22Les groupes sont chargés en usine en R-22, conformémentà la table ci-dessous:
Los valeurs de consigne des pressostats sont indiquées ci-dessous.
30OA
R-22
003
7l<g
006
13 kg
008
10 kg
010
11 kg
013
12 kg
Vibrations et niveau sonoreLa fixation souple du compresseur ot l'utilisation d'unsilencieux de refoulement assurent un fonctionnementparticulièrement silencieux.
Organes de sécuritéLes groupes sont livrés avec leurs organes de sécuritécâblés. Le choix du système de régulation est laissé àl'installateur; cependant, des bornes sont prévues pour sonraccordement.
Protection contre les surcharges:1. 30QA003
Réalisée par des relais à maximum contrôlant j'iniensitésur chacune des trois phases. Ces relais, insensibles auxvariations de température, commandent l'ouverture ducircuit de contrôle en cas de surintensllé dans l'une destrois phases.La valeur de l'intensité de déclenchement est indiquéedans le paragraphe; "caractéristiques électriques".
2. 30QA006-O13Réalisée par le disjoncteur hydromagnétique contrôlantl'intensité sur chacune des trois phases. Une surintensitédans l'une des trois phases provoque le déclenchementdu disjoncteur:
le moteur du compresseur n'est plus alimenté,l'ouverture simultanée du contact auxiliaire dudisjoncteur coupe l'alimentation du circuit decontrôle.
Protection contre réchauffement des enroulements :
Un thermostat placé sur le chignon des fenroulemenis ouvtele circuit de contrôle en cas d'élévation exogcrée de latempérature des enroulements et ne permet la remise enroute que lorsque la température est redevenue normale.
- Pressostat HP-BP:
Le pressostat HP ouvre le circuit de contrôle pour unevaleur déterminée de la presión de condensation.
Le pressostat BP ouvre le circuit de contrôle pour unevaleur déterminée de la pression d'évaporation.
HP
Déclenchemenl
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Enclenchement
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kg/cm'
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BP
Déclenchement
psig
45
kg/cm*
3,2
Enclenchemoni
psig
70
kg/cm'
4,9
-Thermostat antigel:
La protection contre le gel est assurée par un thermostatdont le bulbe est logé dans l'évaporateur, près de laconduite de sortie d'eau.
Normes
Ces appareils sont construits conformément aux normes envigueur en Europe. En particulier:
- ils sont approuvés "Sen/ice des Mines".
- ils sont approuvés "TUV." sur demande.
- le câblage et l'appareillage électrique sont conformes auxnormes de l'U.T.E.
- la protection des coffrets de commande est conforme à lapublication No. 144 de la C.E.I. (degré de protectionIP-43) . Ceci est valable pour les groupes 30OA006 ¿ 01 3.
TABLES DE PUISSANCE
Les tables de puissance sont établies pour les conditions defonctionnement suivantes:
-eau à la sortie de l'évaporateur comprise entre 4 et 10*C.Pour dos températures différentes, consulter le distributeurCARRIER. plutôt que d'extrapoler.
- chute de température à travers l'évaporateur compriseentre 4 et 8*C. Corriger éventuellement en fonction de laFig.l.
résistance due à l'encrassement:1 x10-'m^h.C/Kca^
Le choix de la résistance due â l'encrassement pour lecondenseur pourra être fait en se basant sur la table ci-dessous.
Un traitement chimique peut s'avérer nécessaire (voirCARRIER DESIGN MANUAL, pan 5"Water conditioning").
Résistance duoà l'encrassement
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4x10-*
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UTILISATION
Cas exceptionnel. Eau traitée
Eau de villoEau de puits
Eau de rivière propreEau de puits ou de ville légèrement dure.
Eau de rivière légèrement boueuseEau dure
Eau polluée ou saumâtre.
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FIG. 1 CORRECTION SUR LA TEMPERATUREDE SORTIE OE L'EVAPORATEUR
TABLE 4 PUISSANCES
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Température sortie eau réfrigérée *C
Puissance Frig. 1000 fg/hPuissance Abs. kwr
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Puissance Frig. 1000 fg/hPuissance Abs. kw
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Puissance Cal.* 1000 kcal/h
Puissance Frig. 1000 fg/hPuissance Abs. kw
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42,4
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27,8
9,5
35,9
28.8
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29,7
9,7
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9.8
39,0
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32,6
10,0
41,2
'Puissance à évacuer au condenseur.
REMARQUE
Si on néglige l'influence de l'encrassement dans l'évaporateur, la puissance frigorifique se trouve multipliée par 1.02 et la
puissance absorbée par 0,98.
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2 I
3 g
4 -
5 s
5 6
Débit d'eau (mVh)
Caractéristiques physiques des groupes Caractéristiques physiques des condenseurs
30QA
POIDS en ordre de marche (kg) 1
COMPRESSEURNombreModèleNombre de cylindresVitesse de rotation
CHARGE D'HUILE (/).CHARGE DE R-22 (kg)
RACCORDEMENTSEvaporateur
EntréeSortie
CondenseurEntréeSortie
003
258
1
060 03 032
1450
1,657
1 "
1"
2 X 3/4F1 x1"M
006
289
1
060 07 054
1450
3,313
1"1"
1 X11/2M1 X 11/2M
008
422
010
429
SEMI HERMETIOUE1 1
060 09 07 06Q 1 2 08fi fi
1450 1450
4,7 4,710 11
11/411/4
1 X 11/2M1 X 11/2M
11/411/4
1 X11/2M1 X11/2M
013
467
1
060 15 126
1450
4,712
11/411/4
1 x2F1 X11/2F
GROUPE
Type de condenseur
Longueur de la virole
Diamètre de virole (ext)
Epaisseur de la virole
Volume côté eau (litres)
Surface d'échange extérieure (dm')
Nombre de serpentins
30OA003
9R0O3
650
193.7
5.4
3.25
181.5
2
30QA006
9R005
660
244.5
6.3
4.95
272
3
30QA00830QA010
9R007
660
273
6.3
6.75
363
4
30QA013
9R015
1092
273
6.3
13.25
768
6
Los condcnseuis sont du type â serpentins, en tube cuivre aileté de 7/8". Chaque condenseur est muni d'un raccord fusibleprécu pour une température de fusion de 95*C.
Caractéristiques physiques des évaporateurs
GROUPE
Suriacç d'échange extérieure dm'
Longueur de la virole
Volume de la virole, cfité eau (litres)
Nombre de chicanes
30QA003
272.5
750
22.5
17
30QA006
282.0
750
23.0
11
30QA008
509.0
1300
41.75
13
30QA010
515.5
1300
42.25
15
30QA013
521.0
1300
42.75
11
Tous les évaporateurs ont en commun les caractéristiques suivantes:-.un seul circuit frigorifique et hydraluiquo
36 épingjs dudgeonnées dans une plaque á tubesviroles: diamètre 273 mm épaisseur 3,5 mmtubes cuivre lisse - diamètre extérieur 3/4"plaque à tubes: épaisseur 35 mmchicanes en polypropylene moulé: épaisseur 4 mmisolation en matière plastique expansée à cellules fermées, étanche h la vapeur d'eau - épaisseur 3/4"
GROUPE
30QAOO3
30QA006
30QA008
aOQAOlO
30QA013
Dlmens ions en mm .
COTES
A
995
995
1550
1550
1S50
B
345
345
505
505
505
C
372
372
780
780
780
D
300
300
260
260
260
E
580
580
1140
1140
1140
F
900
900
820
820
820
G
555
580
730
730
995
H
555
580
730
740
1040
J
600
600
1200
1200
1200
K
745
780
730
730
730
L
35
35
35
35
35
M
660
660
620
620
620
N
155
155
155
155
155
P
49
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49
Q
90
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R
138
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155
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155
S
705
817
875
892
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T
515
515
515
515
515
NOTES: A = longueur hofs toutK largeur hors toutS = hauteur hors toutTrou do passage alimentation: 30QAO03: 0 30
3OQAOO6-O13:0 41
AJjfiícpjqtíon lor>guevr libre J ó prévoirpour d¿poM du forsceou
Q
FIG. 4 DIMENSIONS
Caractéristiques physiques des groupes Caractéristiques physiques des condenseurs
30QA
POIDS en ordre de marche (kg) 1
COMPRESSEURNombreModèleNombre de cylindresVitesse de rotation
CHARGE D'HUILE (/).CHARGE DE R-22 (kg)
RACCORDEMENTSEvaporateur
EntréeSortie
CondenseurEntréeSortie
003
258
1
060 03 032
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1 X11/2M1 X 11/2M
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429
SEMI HERMETIOUE1 1
060 09 07 06Q 1 2 08fi fi
1450 1450
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11/411/4
1 X 11/2M1 X 11/2M
11/411/4
1 X11/2M1 X11/2M
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1
060 15 126
1450
4,712
11/411/4
1 x2F1 X11/2F
GROUPE
Type de condenseur
Longueur de la virole
Diamètre de virole (ext)
Epaisseur de la virole
Volume côté eau (litres)
Surface d'échange extérieure (dm')
Nombre de serpentins
30OA003
9R0O3
650
193.7
5.4
3.25
181.5
2
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660
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30QA013
9R015
1092
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6.3
13.25
768
6
Los condcnseuis sont du type â serpentins, en tube cuivre aileté de 7/8". Chaque condenseur est muni d'un raccord fusibleprécu pour une température de fusion de 95*C.
Caractéristiques physiques des évaporateurs
GROUPE
Suriacç d'échange extérieure dm'
Longueur de la virole
Volume de la virole, cfité eau (litres)
Nombre de chicanes
30QA003
272.5
750
22.5
17
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282.0
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11
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42.25
15
30QA013
521.0
1300
42.75
11
Tous les évaporateurs ont en commun les caractéristiques suivantes:-.un seul circuit frigorifique et hydraluiquo
36 épingjs dudgeonnées dans une plaque á tubesviroles: diamètre 273 mm épaisseur 3,5 mmtubes cuivre lisse - diamètre extérieur 3/4"plaque à tubes: épaisseur 35 mmchicanes en polypropylene moulé: épaisseur 4 mmisolation en matière plastique expansée à cellules fermées, étanche h la vapeur d'eau - épaisseur 3/4"
GROUPE
30QAOO3
30QA006
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Dlmens ions en mm .
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515
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NOTES: A = longueur hofs toutK largeur hors toutS = hauteur hors toutTrou do passage alimentation: 30QAO03: 0 30
3OQAOO6-O13:0 41
AJjfiícpjqtíon lor>guevr libre J ó prévoirpour d¿poM du forsceou
Q
FIG. 4 DIMENSIONS
ANNEXE A2
CARACTERISTIQUES TECHNIQUES DE LA POMPE IMMERGEE CAPRARI MINISUB
{ Documentation CAPRARI)
ANNEXE A2
CARACTERISTIQUES TECHNIQUES DE LA POMPE IMMERGEE CAPRARI MINISUB
{ Documentation CAPRARI)
MINISUBnri'i/.
CAnACTEIllSTIQWr.S di; rOliCTlONNÊMEUr a 2GÜ0 Ir/mln.
I?in
ái
?!1
1 Corps da réfoul*-m«nl
2 Clapet de retertue
3 Corps de clapet
* Roue
5 Diffuseur
6 Chemise
7 Arbre pompe
8 Merrchond'accouplement
9 Corps d'aspiration
10 Crépine
MATERIAUX
1. Fonte grise
2. Résine thermo-plastique renforcéepar fibre da verre .
3. Résine thermo-plastlquo renforcéepar fibre de verre
4. Résine thermo-. plastique renforcée
par fibre de verre .
5. Résine thermo-plastique renforcéepar fibre de verre
0. Acier traltùanticorrosion
7. Acier Inox
8. Acier Inox
0. Fonte grise
POMPE
Les roues et les diffuseurs en résine thenno-plastique avec fibres d<i
verre sont renforcés d'acier Inoxydablo mémo sur lo collet, assurc'itaussi tMen un rendement élevé qu'une résistance optimale à l'éicsionet à la corrosion.La rapide fermeture du clapet de la soupape de retenue, dont l'ori'icede refoulement est fileté, est assurée par un ressort atténuant ainsirévontuel "coup de bélier".Le logement qui se trouve á rinléríeur de t'enveloppe do la pompepour le passage du câble d'alimentation, permet également la miseen place d'un éventuel fil de mise à la tone du moteur.
MOTEUR
; L'exécution standard comprend des moteurs asynchrones avec rotor encourt circuit, pour courants triphasés et monophasés: ceux-ci sontremplis d'huile pour assurer la lubrification des coussinets et lacihlerl'évacuation de la chaleur.L'huile de remplissage, approuvée par la Food and Drug AdministrationUSA. est sans dangor pour la santé.Le remplissage est elfcctué en usine.Les coussinets de boutée amplement dimensionnés pour une période deforKiionnemcnt de plusieurs années, supportent la poussée axialeengendrée par la pompe.La sortie d'huile est totalement interdite par une garniture mécaniqueparticulièrement éprouvée et d'une totale fiabihtê. Une membrane & lapartie inféneure du moteur équilibre les pressions internes el externeset compense la dilatation due à réchauffement de l'huile de remplissage.Tension normale sous une fréquence de 50 pènodes:220 V triphasés ou monophases - 380 V tnphasés,Voltages et fréquences différentes sur demande.
Sur demande, on peut fournir des moteurs dont la lubnficalion et lerefroidissement seront assurés par de l'eau mélangée à un liquideanti-gel, le remplissage étant assuré en usine.Le tMtMnage, intégralement noyé dans une résina spéciale (opérationexécutée sous vide) est separé du liquide de remplissage par unechemise en acier inoxydat>le à l'etanchéité parfaite.Les paliers de butée sont du type à patin oscillant. Les coussinets deguidage sont en cartjone.Une membrane située â la partie inféneure du moteur équilibre les deuxpressions interne et externe en compensant la dilatation thermique del'eau de remplissage.
poMi'i:
i4i: ISn110
IISnoI7S
l'Ui'i^MicrlUiltUII
CM uv
1
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(t) Poui mul(.uis kliii* ^1 ¡tjr C3U c&t disponible seulement Ia flranclcjr ^ CH.
f f .Lf initMfniri I tii.i ll **U uim
DOMAINE D'EMPLOI
Alimentation en eau à usage civil.Surpression.Installation da conditionnement d'air.Alimentation da fontaineSiPetites installations Individuelles.Arrosage.
CONDITIONS D'EMPLOI
La série 'iiuova MINISUB" est apte au transport de liquides non conosifsm abrasifsQuantité maximum d'éléments solides en suspension; 40 PPM.Température maximale du liquide pompé: 30''C.Nomtxe maximal de démarrages horaire:moteurs monophasés: 30 - moteurs tnphasés: 60.Temps maximal de (onctionnement à vanne lermée: 3 min.Profondeur d'installation au dessous du niveau:minimale 0,3 m - maximale 200 m.Les groupes avec moteurs tnphasés et avec moteurs monophasés àcondensateur extérieur, peuvent fonctionner môme en position hon-zontale.
TOLERANCES
E4EMEirîrsciiprr./icurc
ICQINIMC
:0 7a DO .la -10 4S ¿Ü 5S
u. s f.AUOÍÍ'J/VJNUTtí
1 c-ir/s ri.iQtfs + I CM2 eiL// fij9.'a + 1,5 ena C-it/Ii) f 1 Njon ^ 2 CH< " KJI /tS I ¡.lyn + 3 CH5 -^ CP.i'JO i:i i.;iia I 4 CM (I)0 - LAZtlu i.l.ijca 5 CH
in Pour niolf.'tir-! Iiiliiifií'. r,.ir cnu out (l.'.iioniLlo Sfîiilo-î'.^nt ta oftutdaur *i CM.
CAnACTDîli/IOULG DE FONCTIC.'J.'ieMCNV A 2C50 Ir/mia
10. Actêr Inox Suivant les Normes Eurooéennes.
MINISUBnri'i/.
CAnACTEIllSTIQWr.S di; rOliCTlONNÊMEUr a 2GÜ0 Ir/mln.
I?in
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1 Corps da réfoul*-m«nl
2 Clapet de retertue
3 Corps de clapet
* Roue
5 Diffuseur
6 Chemise
7 Arbre pompe
8 Merrchond'accouplement
9 Corps d'aspiration
10 Crépine
MATERIAUX
1. Fonte grise
2. Résine thermo-plastique renforcéepar fibre da verre .
3. Résine thermo-plastlquo renforcéepar fibre de verre
4. Résine thermo-. plastique renforcée
par fibre de verre .
5. Résine thermo-plastique renforcéepar fibre de verre
0. Acier traltùanticorrosion
7. Acier Inox
8. Acier Inox
0. Fonte grise
POMPE
Les roues et les diffuseurs en résine thenno-plastique avec fibres d<i
verre sont renforcés d'acier Inoxydablo mémo sur lo collet, assurc'itaussi tMen un rendement élevé qu'une résistance optimale à l'éicsionet à la corrosion.La rapide fermeture du clapet de la soupape de retenue, dont l'ori'icede refoulement est fileté, est assurée par un ressort atténuant ainsirévontuel "coup de bélier".Le logement qui se trouve á rinléríeur de t'enveloppe do la pompepour le passage du câble d'alimentation, permet également la miseen place d'un éventuel fil de mise à la tone du moteur.
MOTEUR
; L'exécution standard comprend des moteurs asynchrones avec rotor encourt circuit, pour courants triphasés et monophasés: ceux-ci sontremplis d'huile pour assurer la lubrification des coussinets et lacihlerl'évacuation de la chaleur.L'huile de remplissage, approuvée par la Food and Drug AdministrationUSA. est sans dangor pour la santé.Le remplissage est elfcctué en usine.Les coussinets de boutée amplement dimensionnés pour une période deforKiionnemcnt de plusieurs années, supportent la poussée axialeengendrée par la pompe.La sortie d'huile est totalement interdite par une garniture mécaniqueparticulièrement éprouvée et d'une totale fiabihtê. Une membrane & lapartie inféneure du moteur équilibre les pressions internes el externeset compense la dilatation due à réchauffement de l'huile de remplissage.Tension normale sous une fréquence de 50 pènodes:220 V triphasés ou monophases - 380 V tnphasés,Voltages et fréquences différentes sur demande.
Sur demande, on peut fournir des moteurs dont la lubnficalion et lerefroidissement seront assurés par de l'eau mélangée à un liquideanti-gel, le remplissage étant assuré en usine.Le tMtMnage, intégralement noyé dans une résina spéciale (opérationexécutée sous vide) est separé du liquide de remplissage par unechemise en acier inoxydat>le à l'etanchéité parfaite.Les paliers de butée sont du type à patin oscillant. Les coussinets deguidage sont en cartjone.Une membrane située â la partie inféneure du moteur équilibre les deuxpressions interne et externe en compensant la dilatation thermique del'eau de remplissage.
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DOMAINE D'EMPLOI
Alimentation en eau à usage civil.Surpression.Installation da conditionnement d'air.Alimentation da fontaineSiPetites installations Individuelles.Arrosage.
CONDITIONS D'EMPLOI
La série 'iiuova MINISUB" est apte au transport de liquides non conosifsm abrasifsQuantité maximum d'éléments solides en suspension; 40 PPM.Température maximale du liquide pompé: 30''C.Nomtxe maximal de démarrages horaire:moteurs monophasés: 30 - moteurs tnphasés: 60.Temps maximal de (onctionnement à vanne lermée: 3 min.Profondeur d'installation au dessous du niveau:minimale 0,3 m - maximale 200 m.Les groupes avec moteurs tnphasés et avec moteurs monophasés àcondensateur extérieur, peuvent fonctionner môme en position hon-zontale.
TOLERANCES
E4EMEirîrsciiprr./icurc
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CAnACTDîli/IOULG DE FONCTIC.'J.'ieMCNV A 2C50 Ir/mia
10. Actêr Inox Suivant les Normes Eurooéennes.
