INSTALLATION ET OUTILLAGE
Install Magazine 953 – septembre 2018
Fonctionnement efficace de systèmes HVAC
Belven commercialise une solution d’installation aisée pour des bâtiments existants
Le système Delta T systeem de Frese se compose de deux capteurs de température et d’une unité de controle qui commande la vanne.
Belven est un spécialiste dans la production et la distribution de vannes. L’entreprise familiale malinoise est réputée dans la production de vannes quart de tour pour la technique du bâtiment, les conduites industrielle et les citernes de stockage industrielles, avec des activités à travers le monde. À la gamme propre de Belven, s’ajoutent des produits complémentaires de sous-traitants. L’un d’entre eux est le système d’équilibrage pratique du fabricant danois de vannes de réglage dynamiques Frese.
L’importance du débit correct
Afin de fournir le confort souhaité, les corps de chauffe doivent délivrer la bonne puissance, c’est une évidence. Mais ce n’est pas tout : lorsque les puissances émises sont correctes, l’installation atteint certes les performances souhaitées, mais rien ne dit que cela se produit également de manière efficace. Il est en effet très possible que les débits à travers les corps de chauffe soient inutilement élevés. Ceci se révèle désavantageux pour diverses raisons.
Des débits élevés se traduisent tout d’abord par des pertes de charge élevées. L’augmentation des pertes de charge correspond en effet au carré de celle du débit. Même un petit sur-débit peut donc entraîner de considérables pertes de charge. Ces pertes de charge doivent être surmontées par la pompe, et la consommation de la pompe est proportionnelle à la 3e puissance du débit. En d’autres termes, lorsque le débit double, les pertes de charge sont quatre fois plus importante, et la pompe doit fonctionner huit fois plus fort pour déplacer cette masse d’eau.
Un deuxième avantage des débits élevés a trait au fonctionnement des chaudières à condensation. Pour atteindre le rendement souhaité, la température de retour doit être suffisamment basse pour que de la condensation se produise. Des sur-débits se traduisent également par des températures de retour plus élevées et donc des rendements moins bons, parce que l’effet de condensation joue insuffisamment.
Enfin, plus le débit augmente, plus les vannes de réglage statiques fonctionnent mal. Ces débits élevés sont néfastes pour la gestion du système, et des nuisances sonores peuvent être causées par des vannes sifflantes.
Nécessité d’une régulation dynamique
Tous les problèmes mentionnés ci-dessus peuvent aussi se manifester lorsque l’installation développe partout la bonne puissance. Mais dans la pratique, de nombreuses installations font également défaut dans ce domaine. Une installation doit normalement être conçue pour une température extérieure de -8°C ou moins, ce qui se produit rarement. Un système HVAC moyen fonctionne donc la plupart du temps plus à une charge comprise entre 25 et 75% qu’à pleine charge. Si maintenant, l’installation est réglée de manière statique, il n’est alors pas garanti que tous les circuits à charge partielle reçoivent le débit correct. Dans le cas d’un réglage statique, les organes de régulation sont en effet réglés de manière fixe sur le débit nominal à pleine charge. Cela signifie que les pertes de pression et les débits ne concorderont pas. Cela peut être résolu par un système de régulation dynamique, dans lequel les organes de régulation adaptent leur position en fonction des variations de pression dans le système.
Un système éco-énergétique pratique
Dans les projets de nouvelles constructions, un réglage dynamique est relativement simple à appliquer ; en rénovation, il en va tout autrement. Outre la complication du montage de nouvelles vannes, il faut encore déterminer quels sont les débits exigés et les pertes de charge disponibles pour sélectionner la bonne version et pour régler la vanne. Spécialisé dans les systèmes de régulation pour systèmes HVAC, le fabricant danois Frese possède ici une solution pratique : le système Delta-T.
La différence de température comme paramètre de base
Le système Delta-T de Frese surveille la différence de température entre le départ et le retour. Lorsque cette différence de température affiche la bonne valeur, cela signifie que le débit exigé est également réellement atteint. Des débits trop faibles ou trop importants conduisent en effet à des différences de température plus petites ou plus grandes. Le système se compose d’un module de contrôle et de deux sondes d’applique pour la température. La seule chose que l’installateur doit faire, c’est monter les sondes d’applique et régler la différence de température souhaitée. Le contrôleur reconnaît alors automatiquement le départ et le retour, et détecte même si l’installation fonctionne en mode refroidissement ou chauffage.
Le principe de fonctionnement est tout aussi simple. Le Delta-T de Frese est destiné à être combiné avec des vannes motorisées (2 voies, 3 voies, 6 voies) à l’aide d’une commande 0-10 V. La commande Frese adapte constamment le signal 0-10 V afin d’atteindre la différence de température souhaitée, même en cas de présence d’un système de gestion de bâtiments. La Frese Delta-T convient également pour des stations satellites en combinaison avec des réseaux de chaleur ou des chaufferies centrales.
Un système qui a fait ses preuves dans la pratique
La différence de température est un bon paramètre pour régler le débit. La règle suivante vaut ici : plus la différence de température est précise, plus l’installation est en mesure de fonctionner de manière éco-énergétique, tant grâce au fonctionnement plus efficace du générateur que grâce à l’économie d’énergie de la pompe. Généralement, cela se traduit également par un surplus de puissance disponible, pour plus de flexibilité dans le fonctionnement et un meilleur confort.
L’université danoise DTU a étudié la manière dont se comportait le système en pratique dans un laboratoire, et ce à l’aide d’une batterie de refroidissement. Dans la situation en question, la batterie maintenait l’espace à la température souhaitée de 21°C. Le débit à travers l’échangeur de chaleur était de 44 l/s et la différence de température était de 3,1 K pour une valeur de consigne de 5 K. Après le montage du système Delta-T de Frese, la température dans la pièce est restée au niveau souhaité, mais la batterie de refroidissement a fonctionné de manière légèrement plus efficace. Le débit dans l’échangeur de chaleur est descendu à 0,27 l/s, et la différence de température était en moyenne de 5,1 K, soit mieux que la valeur de consigne. La puissance développée avait par ailleurs légèrement augmenté, de 5,7 kW à 5,8 kW. La conclusion est claire : avec un réglage dynamique, il est possible d’enregistrer des gains importants en terme d’efficacité dans une installation existante. Le Delta-T de Frese est à ce titre un instrument très pratique : il est facile à installer et fonctionne de façon totalement plug & play.
Par Alex Baumans
Photos: Belven
Les résultats des tests pratiques: le débit diminue et la puissance délivrée augmente. Autrement dit: le système fonctionne beaucoup plus efficacement.
