e42 se analyse des solutions techno gbigot

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Épreuve E4Analyse technique d’un bien

Séminaire national BTS Maintenance des Systèmes – Lycée Raspail Paris 13 et 14 novembre 2014

Analyse des solutions technologiquesSous-épreuve E42

Option systèmes énergétiques et fluidiques

G. BIGOT – Lycée Martin Nadaud – Saint Pierre des Corps

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Présentation Sous-épreuve E42

Sujet 0Option Systèmes Energétiques et Fluidiques

Support Technique : Le centre d’incinération ISSEANE

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Présentation Sous-épreuve E42

Cette sous-épreuve a pour objet de valider tout ou partie des compétences suivantes :

C23 Identifier et caractériser la chaîne d’énergie

C24 Identifier et caractériser la chaîne d’information

Les indicateurs de performance des compétences sont ceux définis dans le référentiel de certification.

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Séminaire BTS Maintenance des Systèmes – Paris – 13 et 14 novembre 2014


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Séminaire BTS Maintenance des Systèmes – Paris – 13 et 14 novembre 2014Grille d'analyse des compétences - sujet 0 U42 BTS MSEF

Activités proposées Indicateurs de résultat N° question

Les composants sont correctement identifiés Q1.1

Le rôle, les caractéristiques et l'agencement des composants sont correctement justifiés

Q1.4, Q1.5, Q2.2

Les matériels sont identifés

La protection des personnes et des biens est caractérisée

Le choix de la source d'energie et les conditions d'exploitations sont justifiés Q2.1


La chaîne d'information est correctement décomposée Q4.4


Q4.3

La nature des signaux est correctement identifiée et caracterisée Q5.1, Q4.4

L'évolution est bien interpretée Q1.4, Q4.2

C23 Identifier et caractériser la chaîne d'energie

C24 Identifier et caractériser la chaîne d'information

CO2.4.4 Lire et interpreter les évolutions des signaux d'information

CO2.3.7 Critiquer les solutions techniques retenues

Les avantages et les inconvénients des solutions techniques sont identifiés Q1.2, Q4.2, Q5.1

CO2.4.2 Identifier et justifier le rôle, les caractéristiques et l'agencement des composants réalisant ces fonctions

CO2.4.1 Identifier les fonctions d'une châine d'information (alimenter, acquerir, traiter, commander, communiquer, dialoguer)

CO2.4.3 Identifier et caractériser la nature des signaux d'information

CO2.3.5 Justifier la valeur des paramètres de réglage

CO2.3.6 Etablir le bilan de puissance, de consommation ou de production de l'installation

CO2.3.4 Justifier le choix de la source d'energie

Q1.2

CO2.3.1 Identifier les composants qui réalisent les fonctions (alimenter, distribuer, convertir, transmettre, stocker, moduler)

Le bilan est établi Q2.3, Q3.2, Q5.1

CO2.3.2 Justifier le rôle, les caractéristiques et l'agencement des composants qui réalisent ces fonctions

CO2.3.3 Identifier les matériels concourant à assurer la protection des personnes et des biens

La valeur des paramètres de réglage est corectement justifiéeQ2.3, Q3.1, Q3.2, Q5.1

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Séminaire BTS Maintenance des Systèmes – Paris – 13 et 14 novembre 2014Grille d'analyse des compétences - sujet 0 U42 BTS MSEF




Q1.4, Q1.5, Q2.2





La chaîne d'information est correctement décomposée Q4.4


Q4.3

La nature des signaux est correctement identifiée et caracterisée Q5.1, Q4.4

L'évolution est bien interpretée Q1.4, Q4.2

C23 Identifier et caractériser la chaîne d'energie

C24 Identifier et caractériser la chaîne d'information

CO2.4.4 Lire et interpreter les évolutions des signaux d'information

CO2.3.7 Critiquer les solutions techniques retenues

Les avantages et les inconvénients des solutions techniques sont identifiés Q1.2, Q4.2, Q5.1

CO2.4.2 Identifier et justifier le rôle, les caractéristiques et l'agencement des composants réalisant ces fonctions

CO2.4.1 Identifier les fonctions d'une châine d'information (alimenter, acquerir, traiter, commander, communiquer, dialoguer)

CO2.4.3 Identifier et caractériser la nature des signaux d'information

CO2.3.5 Justifier la valeur des paramètres de réglage

CO2.3.6 Etablir le bilan de puissance, de consommation ou de production de l'installation


Q1.2


Le bilan est établi Q2.3, Q3.2, Q5.1



La valeur des paramètres de réglage est corectement justifiéeQ2.3, Q3.1, Q3.2, Q5.1




Q1.4, Q1.5, Q2.2





Q1.2




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La sous-épreuve écrite E42 : L’étude

Ce sujet traitera deux problématiques de maintenance :

• Le redémarrage du four• Le rafraîchissement des bureaux de supervision

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La sous-épreuve écrite E42 : Présentation


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Ce sujet traitera deux problématiques de maintenance : • Le redémarrage du four

• Le rafraîchissement des bureaux de supervision

Étude de l’alimentationen air du four

Étude des brûleursbiénergies

Étude de la productionfrigorifique

Étude de la centrale detraitement d’air

Étude de la distribution

La sous-épreuve écrite E42 : L ’étude

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1ere Problématique de maintenance …

Niveau logique 24 Volts DC

Grandeuranalogique

Même étude que pour l’option Production

Etude de l’alimentation en air du four

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1ere Problématique de maintenance …

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Niveau logique 24 V DCPas de défaut

Entrée à logique négative(Un niveau 0 valide un défaut.)

Même étude que pour l’option Production

Etude de l’alimentation en air du four

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1ere problématique de maintenance

UNE MISE EN SITUATION

Des questions …

Le problème est résolu et on poursuit vers une autre problématique de maintenance

Des réponses pour répondre à la problématique

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1ere problématique de maintenance …

Deux brûleurs biénergie sont installés dans le foyer et permettent au démarrage de préchauffer le four rapidement et donc ainsi d’avoir ainsi rapidement une combustion optimale avec la plus faible production possible de pollution. Lors de l’entretien annuel, on souhaite vérifier le bon fonctionnement de ceux-ci pour les tester lors de la remise en route du four.

Des questions …

Pour quelle raison deux brûleurs ont-ils été installés, chacun alimenté par deux énergies ? Justifier votre réponse.

Réponses :

Étude des 2 alimentations

Etude des brûleurs

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1ère problématique de maintenance

Étude Alimentation en Propane (GPL)

L’alimentation en Propane sert exclusivement en cas de défaut de l’alimentation au fioul (pour des questions de coût de fonctionnement). Lors de l’entretien, vous devez mettre les brûleurs en marche dans ce mode pour vérifier leur bon fonctionnement. Ceux-ci lors de la première phase de démarrage n’ont pas réussi à se mettre en route. Le défaut indiqué est « absence présence flamme ». Vous soupçonnez un défaut d’alimentation en gaz.

Étude des brûleurs

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MES Etude des brûleurs

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Des questions …

Q- Calculer le débit gaz propane pour la configuration régléeQ- La règle du millième est-elle respectée sans installation de tampon supplémentaire ? Si elle ne l’était pas, quelles seraient les conséquences sur l’installation ?Q- Un défaut d’étanchéité est détecté sur l’électrovanne gaz.Le gaz s’échappe légèrement dans le foyer de la chaudière. Quelles peuvent être les conséquences sur l’installation ?

Etude Alimentation en Propane (GPL)

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Des questions …

Q- Calculer le débit gaz propane pour la configuration régléeQ- La règle du millième est-elle respectée sans installation de tampon supplémentaire ? Si elle ne l’était pas, quelles seraient les conséquences sur l’installation ?Q- Un défaut d’étanchéité est détecté sur l’électrovanne gaz.Le gaz s’échappe légèrement dans le foyer de la chaudière. Quelles peuvent être les conséquences sur l’installation ?

Après réparation, le brûleur redémarre sans soucis

Étude Alimentation en Propane (GPL)


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Des questions …

Q -Déterminer la plage de puissance utile possible du brûleur à partir de la documentation technique (η combustion estimé 91%). Le brûleur est-il adapté au cahier des charges ? Q - Le débit de fioul était-il constant lors du relevé ? La puissance du brûleur était-elle maximale, justifier votre réponse par le calcul de la puissance absorbée (ρFOD=840 kg/m3).

Q- Calculer la puissance nominale réglée du brûleur n°1, est-elle conforme au cahier des charges ? Conclure sur l’intervention nécessaire du technicien.

Étude Alimentation Fioul domestique

L’alimentation en fioul est utilisée en priorité lors du redémarrage du four.Relevés compteur fioul Brûleur n°1

Temps [min] Relevés [l]

0 432,3

1 443,5

2 454,6

3 465,8

4 467,0


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Des questions …

Q -Déterminer la plage de puissance utile possible du brûleur à partir de la documentation technique (η combustion estimé 91%). Le brûleur est-il adapté au cahier des charges ? Q - Le débit de fioul était-il constant lors du relevé ? La puissance du brûleur était-elle maximale, justifier votre réponse par le calcul de la puissance absorbée (ρFOD=840 kg/m3).

Q- Calculer la puissance nominale réglée du brûleur n°1, est-elle conforme au cahier des charges ? Conclure sur l’intervention nécessaire du technicien.

Après réglage, le redémarrage du four se déroule dans de meilleures conditions. La pollution engendrée est moindre lors d’autres démarrages.

Étude Alimentation Fioul domestique

L’alimentation en fioul est utilisée en priorité lors du redémarrage du four.


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Deuxième problématique de maintenance

Le groupe d’eau glacée fonctionne pratiquement toute l’année, on soupçonne qu’il puisse être une source importante de consommation électrique. On se propose de vérifier son bon fonctionnement.

Dans un premier temps, on vérifie que le groupe d’eau glacée fonctionne correctement.

Des questions …

Q- A partir d’un relevé réalisé par un technicien, tracer le cycle frigorifique sur le diagramme fourni.Q - Déterminer la surchauffe utile et le sous-refroidissement, la charge du groupe d’eau glacée vous semble-t-elle suffisante ?Le détendeur vous parait-il bien réglé ?

Fluide R 410A

Charge 3,2 kg

T consigne eau glacée 6°C

HP lu au manifold 23 bar

BP lu au manifold 7 bar

T refoulement compresseur 67 °C

T sortie condenseur 35 °C

T entrée compresseur 9 °C

T sortie évaporateur 5°C

P électrique absorbée relevée 4,71 kW

Régime d’eau glycolée 6-13°C

Taux de glycol [MEG30] 30 %

Débit relevé sur vanne d’équilibrage 1,64 m3/h

Température de l’air entrée condenseur 25°C

Température de l’air sortie condenseur 30°C

Étude de la production frigorifique

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Le groupe d’eau glacée fonctionne pratiquement toute l’année, on soupçonne qu’il puisse être une source importante de consommation électrique. On se propose de vérifier son bon fonctionnement. Dans un premier temps, on vérifie que le groupe d’eau glacée fonctionne correctement.

Des questions …

Q- A partir d’un relevé réalisé par un technicien, tracer le cycle frigorifique sur le diagramme fourni.Q - Déterminer la surchauffe utile et le sous-refroidissement, la charge du groupe d’eau glacée vous semble-t-elle suffisante ?Le détendeur vous parait-il bien réglé ?

Le système est adapté.


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Dans un second temps, on vérifie les caractéristiques réelles face aux données « constructeur »

Des questions …

Q -Calculer la puissance frigorifique produite au niveau du groupe à l’aide du relevé fait sur la machine.Q- Estimer l’EER de la production d’eau glacée. Comparer les valeurs obtenues aux valeurs données par le constructeur, conclure sur le fonctionnement du groupe.Q -Vu la température de vaporisation, jugez-vous utile de conserver de l’eau glycolée ? Quel est l’impact sur la puissance frigorifique si l’on met de l’eau sans glycol à la place ? Justifiez votre réponse.Q -On vous propose de changer la consigne à 9-16°C. Cela aurait-il un impact sur la consommation du groupe ? Justifier votre réponse.


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Dans un second temps, on vérifie les caractéristiques réelles face aux données « constructeur »

Des questions …

Q - Calculer la puissance frigorifique produite au niveau du groupe à l’aide du relevé fait sur la machine.Q - Estimer l’EER de la production d’eau glacée. Comparer les valeurs obtenues aux valeurs données par le constructeur, conclure sur le fonctionnement du groupe.Q - Vu la température de vaporisation, jugez-vous utile de conserver de l’eau glycolée ? Quel est l’impact sur la puissance frigorifique si l’on met de l’eau sans glycol à la place ? Justifiez votre réponse.Q - On vous propose de changer la consigne à 9-16°C. Cela aurait-il un impact sur la consommation du groupe ? Justifier votre réponse.

L’optimisation du groupe devrait permettre une réduction de la consommation électrique due à la climatisation.


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La CTA ne convient pas aux occupants du local « supervision », on se plaint notamment des courants d’air dans l’ambiance et de la sensation de froid parfois. Deux hypothèses sont envisagées : Le taux de brassage dans le local est trop important. L’écart de température entre le soufflage et l’air intérieur est trop important.

Étude de la CTA

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Des questions …

Q -identifier

Étude de la CTA

L’optimisation du groupe devrait permettre une réduction de la consommation électrique du à la climatisation.

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Un technicien a fait un relevé des bouches de soufflage dans le local supervision le 14 août alors que le four est en fonctionnement. Il a déterminé les débits pour chacune des bouches et a relevé les paramètres de fonctionnement dans la centrale.

Étude de la CTA

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Des questions …

Q -….

Les consignes de température dans le local supervision vont être ajustées en fonction de la température extérieure, afin de prendre en compte la saison et l’habillement des techniciens. Cela implique un changement dans le programme de l’automate de régulation

Lors de la modification du programme de l’automate, on vous propose d’améliorer la régulation de la CTA. On souhaite que lorsque la température extérieure est inférieure à la consigne dans le local, le volet d’air neuf s’ouvre à 100% (free-cooling).

Étude de la CTA

….

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Le circulateur EG permet d’alimenter la batterie froide en permanence. En cas de fermeture complète de la vanne motorisée, une soupape de décharge permet le passage d’un débit minimum. On souhaite réduire la consommation électrique du circulateur.

Après réglage et modification de l’installation, le relevé mensuel comparé à celui de l’année précédente indique une baisse des consommations de 13%. On attend le relevé annuel réajusté à partir des conditions climatiques pour conclure sur l’impact des optimisations proposées.

Des questions …

Q -….

Étude de la distribution

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Merci de votre attention


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