GUIDE TECHNIQUE - Le poste de livraison

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TABLE DES MATIRES

Introduction 13

Chapitre 1 :LES CARACTRISTIQUES DE LA VAPEUR 16 I. Lnergie de la vapeur deau 16 1. Les tats de leau 16 2. Volume et masse spcifiques 17

II. Enthalpie 19 1. Enthalpie spcifique de leau 19 2. Enthalpie sensible de leau la saturation 19 3. Enthalpie de vaporisation 19 4. Enthalpie totale de la vapeur sature 20 5. Enthalpie totale de la vapeur surchauffe 20 6. Enthalpie et pression 20 7. Enthalpie de production de la vapeur deau 21

III. Les proprits de la vapeur 22 1. La relation pression / temprature de la vapeur sature 22 2. La table de la vapeur deau 22 3. Les courbes caractristiques de la vapeur sature 24 4. Les condensats et les purges 25 5. La dilatation 25

IV. Les puissances thermiques 26 1. La puissance calcule 26 2. La puissance maximale 27 3. La puissance installe 27 4. La puissance utile 27

4 5

Edition 2013Le poste de livraison vapeur

Chapitre 2 :LES GNRALITS ET PRINCIPES DES POSTES DE LIVRAISON SUR LE RSEAU VAPEUR CPCU 30

I. Schmas de principe 30 1. Poste de livraison avec condensats en circuit ouvert (partie primaire) 30 2. Poste de livraison avec condensats en circuit ferm (partie primaire) 31

II. Description des principaux quipements 31 1. La vanne de branchement 31 2. La bouteille haute pression ou bouteille de purge 32 3. Le robinet darrt vapeur du poste 32 4. La vanne de dtente 32 5. Lchangeur 33 6. La vanne de rgulation des condensats 34 7. Le groupe de renvoi des condensats 34 8. La rgulation primaire du poste 35

III.Le rseau 5.5 bar 37

Chapitre 3 : LA CONCEPTION DU LOCAL SOUS STATION 40

I. Lemplacement 40 1. La situation dans le btiment 40 2. Laccs 40

II. La traverse des locaux 41 1. Le trac 41 2. Les tablissements recevant du public 42 3. Les parcs de stationnement couverts 42

III. Ralisation du branchement 42 1. Les vannes de branchement 43 2. Le local du branchement 44

IV. Le bti 45 1. Formes et dimensions 45 2. Caractristiques des parois 45

3. Caractristiques des sols 46 4. Portes 46 5. Isolation thermique 46 6. Isolation phonique 46 7. Agencement du local 47 8. Escaliers 47 9. Scurit incendie 47

V. Ventilation 48 1. Contrle de la temprature ambiante 48 2. Dtermination des dbits dair 48 3. Introduction dair 50 4. Evacuation dair 50 5. Gnralits 50

VI. Electricit 51 1. Lclairage 51 2. Lalimentation lectrique 51 VII. Lvacuation des eaux 52 1. Puisard 52 2. Pompe du puisard 53 3. Siphon dans le local 54 4. Le point de puisage deau 54 5. Mise lgout des condensats 54

VIII. Coffret de coupure extrieure rglementaire 55

IX. Les tuyauteries en partie privative 55 X. Etablissements recevant du public 56 1. Accs 56 2. Traverse 56 XI. Prsence dautres rseaux dans le local 56

6 7


Chapitre 4 : LA CONCEPTION DU POSTE DE LIVRAISON 58

I. Le choix du principe des condensats 58 II. Dtermination des lments primaires 58 1. La vanne de dtente et scurit sur la vapeur 59 2. Dtermination du nombre dchangeurs 59 3. Les vannes de rgulation sur les condensats 60 4. Dimensionnement de la bche 60 5. Dimensionnement de la bouteille de dcouplage 61

III. La rcupration de chaleur 62 1. Le potentiel nergtique des condensats 62 2. Lutilisation de la chaleur rcupre 62 IV. Conception de linstallation secondaire en fonction de la nature des besoins 63 1. Conception des lments secondaires dans le cas du chauffage seul 63 2. Eau chaude sanitaire seule (primaire seul) 65 3. Chauffage et eau chaude sanitaire dcoupls sur la vapeur 67 4. Chauffage et ECS dcoupls sur primaire en eau chaude 71

V. Recommandations pour linstallation secondaire 71 1. Les dispositions rglementaires relatives la rgulation 71 2. La rgulation de temprature du dpart de linstallation 72

VI. Dimensionnement des lments de tuyauterie 74 1. La tuyauterie 74 2. Dimensionnement de la bouteille de purge 79

Chapitre 5 : ralisation et construction du poste de livraison 82 I. Les conditions maximales 82 I. Les conditions maximales 82 2. Les condensats 82 3. Les preuves de contrle 83 4. Dossier technique de tuyauterie 85

II. Le mode de fabrication du poste de livraison 86 1. Les postes prfabriqus 86 2. Le montage sur site 86

III. La tuyauterie 86 1. Les assemblages brides 86 2. Les supports, guidages et points fixes 88

IV. La robinetterie 95 1. Les dispositions gnrales 95 2. Les robinets disolement 97

V. Les purgeurs de condensats 99 1. Le rle 99 2. La slection 99 3. La technologie 99 4. Les caractristiques de construction 99

VI. Le purgeur grand cart de temprature 100 1. Le rle 100 2. La technologie 100 3. Les caractristiques de construction 100 4. La ralisation de la bouteille de purge 100 VIII. Lchangeur 104 1. Les dispositions communes 104

IX. Les pompes de condensats 106 1. Le dbit nominal 106 2. La hauteur manomtrique nominale 106 3. Le dbit maximal 107

8 9


4. La slection 108 5. Linstallation 108 6. La rgulation de fonctionnement 109 7. La mise lgout des condensats 110

X. La ralisation de la bche 111 1. Enveloppe 111 2. Equipement 111 3. Lvent de la bche des condensats 112

XI. Le calorifugeage 113 1. Le matriau isolant 113 2. Les paisseurs 114 3. La mise en uvre 115 XII. Les appareils de contrle 116 1. Les manomtres 116 2. Les thermomtres 117 XIII. Les appareils de rgulation 117 1. La boucle de rgulation 117 2. Les capteurs 118 3. Le rgulateur 120 4. Les vannes 121 XIV. Llectricit 123 1. Les dispositions rglementaires et normatives 123 2. La distribution de basse tension 123 3. Les canalisations lectriques 124 4. Les armoires et coffrets lectriques 124

XV. Le reprage 125 1. La tuyauterie 125 2. Les quipements 127 3. Le schma de principe 128

XVI. Le dossier des ouvrages excuts 128 1. Les dispositions gnrales 128 2. Le contenu du dossier 129

XVII. Directive sur les Equipements Sous Pression (DESP) 97/23/CE 132 1. Description des modules en fonction des catgories de risque 132 2. Classification des quipements 133 3. Ensemble DESP (poste de livraison neuf) 134 4. Canalisations de transport 135

Chapitre 6 : LE COMPTAGE 138 I. Le type de compteur 138 1. Compteur dnergie 138 2. Installation compteur dnergie thermique 138 3. Le compteur de condensats 142 4. Le comptage de condensat circuit ferm ancienne gnration 144 5. Le compteur de vapeur 144 II. La tlrelve CPCU 146

Chapitre 7 :Les points de vrification de linstallation et sa mise en service 148

I. Lavrificationinitiale 148 II. Demande de mise en vapeur dune sous-station 149 1. Oprations pralables la mise en vapeur 149 2. La mise en vapeur du poste de livraison 149 3. La demande douverture des vannes pour la mise en vapeur 150 4. Louverture du branchement CPCU 150 5. La mise en service du poste de livraison 150

III. La mise en service de linstallation 151

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Chapitre 8 Les quipements sous pression 154

I. Gnralits 154 1. Les vannes de branchement 154 2. Lchangeur 154 3. Seuils de soumission 154 4. Accessoires sous pression 154 5. Accessoires de scurit 154 II. Contrles priodiques des changeurs raccords au rseau urbain de CPCU 155 1. Les types dchangeurs 155 2. Les contrles 155

III. Synthse de linspection priodique des changeurs conforme au CTP par le personnel habilit par son employeur aprs formation 157

Chapitre 9 ANNEXES 159

I. Arrt du 23 juin 1978 160

II. Circulaire du 3 avril 2007 168

III. Arrt du 25 juin 1980 (chauffage uniquement) 177 IV. Arrt du 15 mars 2000 182 V. Dcision BSEI du 20 novembre 2008 199

VI. Arrt du 30 juin 2011 201

VII.Lettres du Ministre 205

VIII. Schmas de principe (*) 207

IX.Listedesfiguresettableaux 218

X. Lexique 220

12 13


Introduction Le rseau de chaleur urbaine CPCU fonctionne comme un grand chauffage central lchelle de lagglomration parisienne. Le plan de la ville ci-dessous prsente son fonctionnement.

Le poste de livraison sur le rseau vapeur est lensemble des quipements concourant au transfert de la chaleur du rseau CPCU aux installations thermiques du btiment desservi.

La sous station correspond au local abritant les quipements qui assurent le transfert de chaleur du rseau duti-lisation au rseau de distribution.

Ce guide rassemble les connaissances et les savoir-faire relatifs aux postes de livraison vapeur sur le rseau CPCU. Il sadresse

donc aux bureaux dtudes, aux entreprises du gnie climatique, aux gestionnaires dimmeubles et aux organismes de formation.

Des textes officiels sont prsents tout au long du guide dont les dispositions prsentent un caractre obligatoire. Les prescriptions CPCU sapparentent de strictes

recommandations. Les dispositions rglementaires en vigueur ou venir prvaudront toujours sur les recommandations de ce document.

Leur bonne prise en compte par lensemble de nos partenaires professionnels est un gage de qualit. Les solutions les plus appropries sont prsentes dans ce guide afin dapporter la fiabilit et la scurit aux installations. Le bon usage de cet ouvrage est donc garant dun partenariat efficace et dynamique dans un souci constant de progrs pour lamlioration des services rendus nos clients.

Local sous station

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LES CARACTRISTIQUES DE LA VAPEUR

Chapitre 1

16 17

Chapitre 1Les caractristiques de la vapeur


Chapitre 1 :LES CARACTRISTIQUES DE LA VAPEUR

I. Lnergie de la vapeur deau

1. Les tats de leau

2. Volume et masse spcifiques

La vapeur deau est de leau sous forme gazeuse. Il sagit dun gaz invisible.La vapeur deau est le produit du changement dtat de leau bouillante, une pression donne, par un apport de chaleur supplmentaire.Leau bouillante et la vapeur immdiatement produite sont la mme temprature.

Chaque changement dtat ncessite un transfert dnergie.La quantit dnergie ncessaire un changement dtat sappelle chaleur latente.On appelle chaleur sensible, la quantit dnergie qui provoque une variation de temprature dun corps sans en changer ltat physique.A une pression donne, chaque changement dtat saccompagne dune variation de volume, cette variation peut tre trs importante lors des transformations li-quide / gaz ou gaz / liquide.

Le schma ci-dessous prsente les diffrents tats de leau :

Volume spcifiqueOn appelle volume spcifique de la vapeur deau, une pression et une temprature donnes, le volume de 1 kg de vapeur deau. A la pression atmosphrique, 1 kg de vapeur sature occupe un volume de 1,673 m3. Sous une pression de 10 bar absolus, 1 kg de vapeur sature noccupe plus que 0,1943 m3.Plus la pression augmente, plus le volume occup par une masse de vapeur diminue.

Les diffrents types de vapeur

Vapeur sature La vapeur sature est produite au contact de leau, lensemble est la temprature de saturation.

Vapeur sature sche La vapeur sature sche correspond la vapeur la temprature de leau en bullition, une pression donne, mais ne contenant pas de particules deau en suspension. Cela correspond la qualit idale de la vapeur pour lchange thermique.La moindre perte denthalpie (dnergie) pression constante, se traduit par une condensation de vapeur. Pour la vapeur sature, il existe une relation directe entre la temprature et la pression.

Le titre de la vapeur sature sexprime :

X= mvap / (mvap+ meau)

mvap : masse de vapeur sature sche en kgmeau : masse deau en kg

Si la vapeur est sature sche, son titre est gal 1.Si la vapeur est humide, son titre est infrieur 1.

Vapeur surchauffeCest une vapeur sche dont la temprature est suprieure la temprature de saturation.La quantit de chaleur qui a surchauff la vapeur sature est appele enthalpie de surchauffe. Cest de la chaleur sensible.

Par exemple, pour lever de 1 C une masse de 1 kg de vapeur sature, il faut fournir environ 4,2 kJ la pression de 5 bar effectifs.La temprature dune vapeur surchauffe na plus de relation avec la pression.Une perte denthalpie ne produit pas ncessairement une condensation de la vapeur, mais rduit dabord sa surchauffe.

Figure 1 : les tats de leau

ETAT SOLIDE

FUSION

SOLIDIFICATION

VAPORISATION

CONDENSATION

SUBLIMATION

ETAT LIQUIDE ETAT GAZEUX

GLACE EAU VAPEUR

18 19



Il existe des tables qui donnent les volumes spcifiques de la vapeur sature diverses pressions (voir ci-aprs). A dfaut, il est possible dutiliser la relation empirique de BERTIN, pour des pressions de vapeur sature de 6 120 bar :

V = 2 / Pabs

Pabs : pression absolue de la vapeur en barV : volume spcifique de la vapeur en m3/kg

Lenthalpie spcifique (ou chaleur spcifique), est lenthalpie ncessaire pour lever de 1C la temprature dune masse de 1 kg, une temprature et une pression donnes. Elle est note : Cp et exprime en Joule par kilogramme et par degr Celsius (J / kg. C).

LEnthalpie spcifique de leau la pression atmosphrique (0 bar effectif) et 0 C : Cp = 4190 J / kg. C.

La quantit de chaleur sensible Q, absorbe par un corps soumis une lvation de temprature sans changement dtat, est gale :

Q (kJ) = m .Cp. (tf-ti)).

m : masse du corps en kg tf : temprature finale en C ti : temprature initiale en C

Lenthalpie sensible de leau la saturation est lenthalpie partir de laquelle leau ne peut accepter un apport de chaleur supplmentaire sans changement dtat (vaporisation). Elle est note : i.

A la pression atmosphrique (0 bar effectif), lenthalpie de 1 kg deau la saturation est de : i = 419 kJ. La temprature de leau la saturation ne peut pas augmenter si la pression reste constante.

Cest lenthalpie qui entrane un changement dtat par un apport supplmentaire de chaleur. Elle est note : r.

Pour vaporiser 1 kg deau la temprature de saturation de 100 C et la pression atmosphrique, il faut fournir une enthalpie de vaporisation (chaleur latente de vaporisation) de 2257 kJ.

Masse spcifiqueOn appelle masse spcifique de la vapeur deau, une pression et une tempra-ture donnes, la masse dun mtre cube de vapeur deau. Cest linverse du volume spcifique.

Elle est note :

= 1 / V

Exemples :

A la pression atmosphrique, 1 kg de vapeur deau occupe 1,673 m3, sa masse

spcifique est :

A la pression de 10 bar absolus, 1 kg de vapeur deau occupe un volume de 0,1943

m3, sa masse spcifique est :

On remarque donc que plus la pression de la vapeur est leve, plus la masse sp-cifique de la vapeur est importante et inversement.

1 tonne vapeur = 697 kWh

11,673

10,1943

II. Enthalpie

La vapeur deau est de leau sous forme gazeuse. Il sagit dun gaz invisible.La vapeur deau est le produit du changement dtat de leau bouillante, une pression donne, par un apport de chaleur supplmentaire.Leau bouillante et la vapeur immdiatement produite sont la mme temprature.

1. Enthalpie spcifique de leau

2. Enthalpie sensible de leau la saturation

3. Enthalpie de vaporisation

20 21



Cest lenthalpie de la vapeur une pression donne, lorsque toute leau sest transforme en vapeur. Elle est note : i.

Elle est donc gale la somme de lenthalpie de leau la saturation et de lenthal-pie de vaporisation.

A la pression effective de 10 bar, lenthalpie de 1 kg de vapeur sature ( 184 C) est de :

i + r = i soit 782 + 2000 = 2782 kJ

A la pression atmosphrique, lenthalpie totale de 1 kg de vapeur sature ( 100C), appele aussi enthalpie spcifique de la vapeur, est de :

i + r = i soit 419 + 2257 = 2676 kJ

La vapeur est surchauffe lorsquelle est porte une temprature suprieure celle de la saturation. Son enthalpie est gale la somme de lenthalpie totale de la vapeur sature et de lenthalpie de surchauffe (is).

A la pression effective de 10 bar, lenthalpie de 1 kg de vapeur sature surchauffe 220C est de :

i + r + is = i soit 782 + 2000 + 88 = 2870 kJ

De 0 32 bar, lenthalpie sensible de leau crot avec la pression (la temprature dbullition crot avec la pression), lenthalpie de vaporisation (chaleur latente) dcrot avec la pression et lenthalpie totale de la vapeur sature crot trs faible-ment avec la pression.

4. Enthalpie totale de la vapeur sature

5. Enthalpie totale de la vapeur surchauffe

6. Enthalpie et pression

7. Enthalpie de production de la vapeur deau

0C 0C 0C

100C

184C 184C

479 kJ

1 kg deau 20C

1 kg deau 20C

+335 kJ

+688 kJ 10 bar10 barPatmPatm 10 bar

+2257 kJ

+2000 kJ

1 kg deau 100C

1 kg deau 184C

1 kg deau 100C

1 kg deau 184C

1 kg de vapeur 100C

1 kg de vapeur 184C

782 kJ 782 kJ

2257 kJ 2000 kJ 2000 kJ

88 kJ100C

Chaleur sensible vapeur (surchauffe)

Chaleur latente

Chaleur sensible eau

Figure 2 : enthalpie totale de la vapeur

Figure 3 : lenthalpie

184C 184C

220C

1 kg de vapeur la pression atmosphrique

1 kg de vapeur sche 10 bar effectifs

1 kg de vapeur sche surchauffe 10 bar effectifs

Chaleurtotale

= 2676 kJ

Chaleurtotale

= 2782 kJ

Chaleurtotale

= 2870 kJ

A la pression atmosphrique (0 bar effectif) :

A la pression de 10 bar effectifs :

22 23



Les tables et courbes de vaporisation (en pages suivantes), donnent les pressions et tempratures de saturation associes (exemple 10 bar eff / 184,13C).Une baisse de pression se traduit par une baisse de temprature de saturation et inversement.

III. Les proprits de la vapeur

1. La relation pression / temprature de la vapeur sature

2. La table de la vapeur deau

Ps t100

4et T(C) # 100 x (Pabs)

1/4

PressionABSOLUE(p en bar)

Tempraturedbulition(t en C)

EAUChaleursensible

(i en kJ/kg)

VAPORISATIONChaleur latente

(r en kJ/kg)

VAPEUR SATURE

Enthalpie(i en kJ/kg)

Volume spci-fique

(V en m3/kg)

Masse spci-fique

( en kg/m3)

0,1 45,81 191,83 2392,80 2584,70 14,6740 0,0681

0,2 60,06 251,40 2358,30 2609,70 7,6490 0,1307

0,3 69,10 289,23 2336,10 2625,30 5,2990 0,1912

0,4 75,87 317,58 2319,20 2636,80 3,9930 0,2504

0,5 81,33 340,49 2305,40 2645,90 3,2400 0,3086

0,6 85,94 359,86 2293,60 2653,50 2,7320 0,3660

0,7 89,95 376,70 2283,20 2660,00 2,3650 0,4228

0,8 93,50 391,66 2274,10 2665,80 2,0870 0,4791

0,9 96,71 405,15 2265,70 2670,90 1,8690 0,5350

1,0 99,63 417,46 2258,00 2675,50 1,6940 0,5903

PressionEFFECTIVE(p en bar)

Tempraturedbulition(t en C)

EAUChaleursensible

(i en kJ/kg)

VAPORISATIONChaleur latente

(r en kJ/kg)

VAPEUR SATURE

Enthalpie(i en kJ/kg)

Volumespcifique

(V en m3/kg)

Massespcifique

( en kg/m3)0,0 100,00 419,04 2257,00 2676,00 1,6730 0,5977

0,5 113,56 468,30 2225,60 2693,90 1,1490 0,8703

1,0 121,96 505,60 2201,10 2706,70 0,8810 1,1350

1,5 127,62 536,10 2181,00 2717,10 0,7140 1,4005

2,0 133,69 562,20 2163,30 2725,50 0,6030 1,6583

2,5 139,02 585,00 2147,60 2732,60 0,5220 1,9157

3,0 143,75 605,30 2133,40 2738,70 0,4610 2,1691

3,5 148,02 623,60 2120,30 2743,90 0,4130 2,4213

4,0 151,96 640,70 2108,10 2748,80 0,3740 2,6737

4,5 156,00 656,30 2096,70 2753,00 0,3420 2,9239

5,0 158,92 670,90 2086,00 2756,90 0,3150 3,1746

5,5 162,08 684,60 2075,70 2760,30 0,2920 3,4246

6,0 165,04 697,50 2066,00 2763,50 0,2720 3,6764

6,5 167,93 709,70 2056,80 2766,50 0,2550 3,9215

7,0 170,50 721,40 2047,70 2769,10 0,2400 4,4052

7,5 173,02 732,50 2039,20 2771,70 0,2270 4,4052

8,0 175,43 743,10 2030,90 2774,00 0,2150 4,6511

8,5 177,75 753,30 2022,90 2776,20 0,2040 4,9019

9,0 179,97 763,00 2015,10 2778,10 0,1940 5,1546

9,5 182,10 772,50 2007,50 2780,00 0,1850 5,4054

10,0 184,13 781,60 2000,10 2781,70 0,1770 5,6497

10,5 186,05 790,20 1992,50 2782,70 0,1710 5,8479

11,0 188,02 798,80 1986,00 2784,80 0,1630 6,1349

11,5 189,82 807,10 1979,10 2786,30 0,1570 6,3694

12,0 191,68 815,10 1972,50 2787,60 0,1510 6,6255

12,5 193,43 822,90 1965,90 2788,80 0,1480 6,8000

13,0 195,10 830,40 1959,60 2790,00 0,1410 7,0921

13,5 196,62 837,90 1953,20 2791,10 0,1360 7,3529

14,0 198,35 845,10 1947,10 2792,20 0,1320 7,5757

14,5 199,92 852,10 1941,00 2793,10 0,1280 7,8125

15,0 201,45 859,00 1935,00 2794,00 0,1240 8,0645

15,5 202,92 865,70 1929,20 2794,90 0,1190 8,4033

16,0 204,38 872,30 1923,40 2795,70 0,1170 8,5470

17,0 207,17 885,00 1912,10 2797,10 0,1100 9,0909

18,0 209,90 897,20 1901,30 2798,50 0,1050 9,5238

19,0 212,47 909,00 1890,50 2799,50 0,1000 10,000

20,0 214,96 920,30 1880,20 2800,50 0,0949 10,5374

21,0 217,35 931,30 1870,10 2801,40 0,0906 11,0375

22,0 219,65 941,90 1860,10 2802,00 0,0868 11,5207

23,0 221,85 952,20 1850,40 2802,60 0,0832 12,0192

24,0 224,02 962,20 1840,90 2803,10 0,0797 12,5470

25,0 226,12 972,10 1831,40 2803,50 0,0768 13,0208

Tableau 2 : table de la vapeur deau (pression effective)

Tableau 1 : table de la vapeur deau (pression absolue)

24 25



3. Les courbes caractristiques de la vapeur sature 4. Les condensats et les purges

5. La dilatation

250

225

200

175

150

125

100

75

50

25

0

3000

2800

2600

2400

2200

2000

1800

1600

1400

1200

1000

800

600

400

200

2,0

1,5

1,0

0,5

0

3000

2800

2600

2400

2200

2000

1800

1600

1400

1200

1000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Tem

pra

ture

(C)

Enth

alpi

e se

nsib

le (k

J/kg

)

Pression effective (bar)

Pression effective (bar)

Volu

me

spc

ifiqu

e (m

3 /kg)

Enth

alpi

e (k

J/kg

)

Mas

se s

pci

fique

(kg/

m3 )

Chal

eur l

aten

te (k

J/kg

)

Masse spcifique

Chaleur latente

Temprature dbullition

Enthalpie

Enthalpie sensible

20191817161514131211109876543210

Les dperditions thermiques et les condensats

Le transport de vapeur deau sature dans les canalisations donne lieu des dper-ditions thermiques qui se traduisent par la formation de condensats.Ces pertes thermiques sont fonction du diamtre de la tuyauterie, de la nature et de lpaisseur de lisolation, de la longueur de la tuyauterie, des tempratures de la vapeur et du milieu ambiant. En rgime tabli de fonctionnement, le dbit q de condensats d aux dperditions thermiques est donn par :

Les purges de condensat

Les condensats produits lors du transport de vapeur deau dans une canalisation sont de deux types :

les condensats produits lors de la mise ou de la remise en service de la canalisation, pour la porter sa temprature de service ;

les condensats produits par les dperditions thermiques de la canalisation en rgime tabli. Leur dbit dtermine le dimensionnement des purgeurs.

Les condensats de mise en service sont vacuer par les robinets de purge directe.Les canalisations de transport de vapeur doivent comporter une pente descendante minimum vers des points bas o sont extraits les condensats, ou purges.

Une purge insuffisante risque de perturber lcoulement de la vapeur dans la tuyauterie, de provoquer des entranements grande vitesse de condensats par la vapeur (coups de blier), et dengendrer une rosion de la tuyauterie et de la robinetterie.

Sous leffet de la temprature, les tuyauteries de transport de vapeur deau se dilatent en diamtre (ngligeable) et surtout en longueur. Cette dilatation linaire entrane :

des forces de raction trs importantes sur les ancrages des tuyauteries bloques ;

des contraintes dans le mtal constituant les tuyauteries.

q (kg/s) = Cr

C : pertes thermiques en kWr : chaleur latente de vaporisation kJ / kg.

Figure 4 : courbes de la vapeur sature

26 27



Laugmentation de longueur L dune tuyauterie de longueur L sous leffet de la temprature est gale :

La puissance, exprime en kW, est une notion fondamentale dans la conception dune installation. On en distingue plusieurs dfinitions.

La puissance calcule (Pc) est la somme des besoins thermiques du btiment : chauffage (dduction faite des apports internes ventuels) ;

renouvellement dair ;

eau chaude sanitaire ;

humidification ;

autres besoins.

La puissance calcule est dtermine par le matre douvrage ou son mandataire (BET, entreprise, ).

La puissance maximale (Pm) est la puissance susceptible dtre appele sur le rseau CPCU pour satisfaire les besoins maximaux du btiment.

La puissance maximale est gale la somme de trois termes :

la puissance calcule (Pc) ;

les pertes de distribution : dperditions des tuyauteries lorsquelles ne concourent pas au chauffage des locaux ;

la surpuissance : majoration dau moins 25 % de la puissance de chauffage calcule, pour faire face aux rgimes transitoires (par exemple, le dmarrage de linstallation).

Le branchement CPCU est dimensionn en fonction de la puissance utile du poste de livraison.

La puissance installe (Pi) est au moins gale la puissance maximale (Pm) et la plus proche possible de celle-ci, en fonction de loffre de matriels disponibles.

Dans le cas o linstallation comporte un seul appareil, la puissance installe est gale la puissance utile (Pu) de lappareil.Dans le cas o linstallation comporte plusieurs appareils (changeurs, humidifica-teurs, ), la puissance installe est gale la somme des puissances utiles (Pu) de chacun deux.

La puissance utile (Pu) est dfinie par larrt du 23 Juin 1978, article 2 :

alina 5 : La puissance utile (ou puissance nominale) dun appareil est dfinie comme la quantit de chaleur reue par unit de temps par le fluide chauff

alina 8 : La puissance utile dune sous-station est la somme des puissances utiles des appareils capables de fonctionner simultanment, les puissances utiles des appareils tant indiques par le constructeur ou linstallateur .

Dans le cas exceptionnel dappareils installs en redondance, leur puissance nest donc pas prendre en compte, la diffrence du calcul de la puissance installe.Plusieurs dispositions de larrt du 23 Juin 1978 font rfrence la puissance utile, do limportance de dterminer prcisment les besoins thermiques aux-quels doit satisfaire linstallation.

Le coefficient de dilatation est donn en fonction de la temprature par des tables (exemple : pour lacier au carbone de 0 C 100 C, = 11,7.10 6 m/m.C).

Pour la construction de ses canalisations, CPCU adopte les hypothses de dilata-tions linaires suivantes :

L/L = 3 mm/m pour les tuyauteries de vapeur (tmax = 250 C)L/L = 1,2 mm/m pour les tuyauteries de condensats (tmax = 110 C)

Les tuyauteries sont quipes dorganes associs la matrise de la dilatation :

les points fixes ;

les guidages, qui permettent dviter le flambement des tuyauteries sous leffet des contraintes de dilatation ;

les supports glissants ;

les dispositifs de compensation de dilatation, dont les plus couramment utiliss sont :

- les lyres ou tracs autodilatables, - les compensateurs axiaux, - les compensateurs articuls, - les joints glissants.

t : variation de temprature du tube

L (m) = (m/m.C) . L (m).t (C)

IV. Les puissances thermiques

1. La puissance calcule

2. La puissance maximale

3. La puissance installe

4. La puissance utile

28 29


LES GNRALITS ET PRINCIPESDES POSTES DE LIVRAISON

SUR LE RSEAU VAPEUR CPCU

Chapitre 2

30 31

Chapitre 2Les gnralits et principes des postes de livraison


CAPTEUR DE PRESSION

THERMOSTAT DE SECURIT DPART SECONDAIRETHERMOSTAT DE SECURIT CONDENSATCAPTEUR DE PRESSION

THERMOSTAT DE SECURIT DPART SECONDAIRECAPTEUR DE PRESSION

THERMOSTAT DE SECURIT CONDENSAT

Chapitre 2 : LES GNRALITS ET PRINCIPES DES POSTES DE LIVRAISON SUR LE RSEAU VAPEUR CPCU

Le poste de livraison est lensemble des quipements concourant au transfert de la chaleur du rseau CPCU aux installations thermiques du btiment desservi.

Les schmas de principes ci-dessous prsentent les deux principes couramment mis en uvre.

Les vannes du branchement CPCU sont installes, entretenues et manuvres par CPCU.La vanne de branchement permet dinterrompre la livraison du fluide caloporteur(arrt du 23 Juin 1978).

La manuvre des vannes de branchement est strictement rserve aux agents de CPCU ou aux exploitants habilits par CPCU (et uniquement sur certains sites), sauf pour fermeture en cas durgence.

Lhabilitation est dlivre par le chef dentreprise, nominativement, son employ ayant pralablement reu un avis favorable lors de la formation. Cette dernire est valable 3 ans.Seuls certains sites sont concerns, ils sont reprables par lapposition sur la vanne de branchement dun macaron rose et non rouge.

I. Schmas de principe

II. Description des principaux quipements

1. Poste de livraison avec condensats en circuit ouvert (partie primaire)

1. La vanne de branchement

2. Poste de livraison avec condensats en circuit ferm (partie primaire)

Figure 5* : condensats en circuit ouvert

Nota : les figures dont la dnomination comporte un astrisque* se retrouvent en versions agrandies en annexe.

Figure 6* : condensats en circuit ferm

32 33



Cest la capacit installe sur la tuyauterie darrive de vapeur pour assurer les fonctions suivantes :

sparation des condensats forms sur le parcours de la vapeur depuis le branchement ;

extraction des condensats ;

dcantation.

Les condensats sont extraits par le purgeur automatique. Le robinet de purge manuelle est normalement ferm. Il est manuvr lors des ouvertures et fermetures du branchement CPCU.La bouteille haute pression constitue un point fixe de linstallation.

Lchangeur du poste de livraison transfre la chaleur de la vapeur CPCU leau de linstallation secondaire.

Lchange thermique sopre sans contact entre les deux fluides.Plusieurs technologies dchangeur sont couramment mises en uvre, en particulier les changeurs multitubulaires et les changeurs plaques.

Les changeurs multitubulaires sont les mieux adapts la vapeur et sont donc vivement recommands par la CPCU.

Compar dautres appareils de production de chaleur, lchangeur offre de multiples avantages :

robustesse ; - matriel statique, - pas de combustion, - faibles contraintes thermiques,

fiabilit et longvit ;

rendement trs lev ;

fonctionnement silencieux ;

compacit.

Ci-dessous, deux coupes de principe dchangeur multitubulaire vertical sont re-prsentes. En fonction de la puissance ou du constructeur, la vapeur peut circuler lintrieur ou lextrieur des tubes.

Cest le robinet qui permet dinterrompre ou dtablir la circulation de vapeur vers les quipements du poste de livraison.Le robinet darrt vapeur du poste est manuvr par lexploitant du poste de livraison lors des oprations de conduite et de maintenance.

La vanne de dtente de la vapeur remplit les fonctions suivantes :

rduction de la pression de la vapeur livre par CPCU dans lchangeur ;

interruption automatique de ladmission de la vapeur en cas danomalie de

fonctionnement.

Elle peut tre lectrique ou automotrice en fonction du systme install.

2. La bouteille haute pression ou bouteille de purge

5. Lchangeur

3. Le robinet darrt vapeur du poste

4. La vanne de dtente

Figure 7 : macaron rose, manuvres autorisespour personnel habilit

Figure 9 : changeur multitubulaire vertical vapeur lintrieur des tubes

Figure 8 : macaron rouge, manuvres interdites(sauf fermeture durgence)

Figure 10 : changeur multitubulaire vertical vapeur lextrieur des tubes

Vapeur

VapeurDpart

secondaireDpart

secondaire

Condensats

Condensatsretour

secondaire

retoursecondaire

34 35



La vanne de rgulation des condensats remplit deux fonctions :

elle permet dadapter le dbit des condensats aux conditions de fonctionne-ment de linstallation ;

elle interrompt automatiquement la circulation des condensats, par consquent ladmission de vapeur, en cas danomalie de fonctionnement.

Circuit ouvert

Rseau CPCULe groupe de relevage des condensats est destin recueillir ces derniers et les renvoyer au rseau CPCU. Le groupe est constitu dune bche et dune ou plusieurs pompes de relevage.

La bche est la capacit tampon la pression atmosphrique, destine recevoir les condensats provenant de lchangeur et de la bouteille de purge, lexclusion de tout autre fluide.La ou les pompes renvoient les condensats au rseau CPCU.

EgoutsEn cas dindisponibilit du rseau retour CPCU pour cause de travaux ou maintenance, les condensats sont renvoys lgout par la ou les pompes.Cette mise lgout doit galement pouvoir se faire par le trop plein de la bche.

Circuit ferm

Rseau CPCUDans le cas dun circuit ferm, les condensats sont retourns au rseau CPCU grce la pression motrice de la vapeur. Une pompe peut tre ajoute selon les caractristiques locales du rseau retour ou de la position du poste de livraison.

EgoutsLe capteur de pression prvient de lindisponibilit du rseau retour CPCU.Les condensats sont alors renvoys lgout via louverture de llectrovanne.

6. La vanne de rgulation des condensats

7. Le groupe de renvoi des condensats

8. La rgulation primaire du poste

Le principe de rgulation expos ci-dessous sapplique uniquement aux changeurs multitubulaires verticaux faisceau noy.

8-1 Circuit ouvert

Le systme comporte deux boucles de rgulation distinctes :

Boucle de rgulation de la pression de vapeur.Sur la ligne vapeur, la vanne assure la dtente une pression constante ( 4 bar). Elle est pilote par un rgulateur (R1) suivant la mesure de la sonde de pression. Cette vanne peut tre automotrice ou lectrique.

Boucle de rgulation de la temprature du dpart secondaire.

La temprature du dpart de linstallation secondaire est contrle par rapport la valeur de scurit lie au thermostat T1. Le rgulateur R2 pilote louverture de la vanne modulante des condensats suivant la mesure de la sonde de temprature.En cas de dpassement de la consigne de temprature des condensats, le thermostat T1 agit en limitation haute de temprature et donne lordre impratif de fermeture de la vanne des condensats.

Lorsque la temprature du dpart de linstallation secondaire slve :1) la vanne de rgulation des condensats se ferme progressivement,2) le niveau des condensats slve dans lchangeur et la surface dchange diminue,3) la puissance fournie par lchangeur diminue et inversement lorsque la temprature sabaisse.

Figure 11 : rgulation sur les condensats circuit ouvert

retour secondaire

dpart secondaire

T T2

vapeur

condensats

R1

P

T1

Rgulation

Scurit consigneG

consigneG

R2

36 37



ASSERVISSEMENTLe fonctionnement de lchangeur est asservi celui de la pompe de linstalla-tion secondaire. Cette disposition permet de maintenir un dbit (au minimum 30 % du dbit nominal) dans lchangeur et dirriguer en permanence les sondes de rgulation et de scurit sur linstallation secondaire.

Un pressostat de scurit sur leau doit galement tre prvu. Il provoque la fermeture rapide de la vanne de dtente et larrt des pompes.

SCURITEn cas dlvation anormale de la temprature du dpart de linstallation secondaire, le thermostat de scurit (T2) commande la fermeture imprative des deux vannes de rgulation (vapeur et condensats). Le thermostat a deux seuils de dclenchement, le dpassement du deuxime ncessitant un rarmement manuel.

Ces deux vannes de rgulation (vapeur et condensats) sont quipes de dispositifs mcaniques de fermeture imprative en labsence de courant.

8-2 Circuit fermLa rgulation en circuit ferm sassimile celle en circuit ouvert.

Figure 12 : rgulation sur les condensats circuit ferm

retour secondaire

dpart secondaire

T T2

vapeur

condensats

R1

P

T1

Rgulation

Scurit consigneG

consigneG

R2

P

Les condensats sont renvoys au rseau en utilisant la pression motrice. La dtente vapeur est modulable de 4 7 bars afin de sadapter aux variations de pression du rseau de retour CPCU.Le capteur de pression permettant louverture de llectrovanne pour renvoi des condensats lgout est rgl 6 bars (seuil douverture de la vanne). Cette lectrovanne est dbrayable manuellement.

Sur une partie du rseau CPCU, la pression de la vapeur est de 5,5 bar.

Le plan ci-contre situe ce rseau dans Paris.

Il est ncessaire de contacter CPCU pour localiser le rseau 5,5 bar.

Concernant le principe de fonctionnement du poste de livraison, il nest pas ncessaire dinstaller une vanne de dtente. Une vanne de scurit et des capteurs de pression sont suffisants. Le dimensionnement de lchangeur se fait par rapport la pression de la vapeur de 5,5 bar. Le schma de principe ci-dessous prsente un poste de livraison vapeur eau ayant une arrive vapeur de 5,5 bar :

La limite rglementaire de soumission des changeurs est repousse 36 litres ct primaire au lieu de 10 litres pour le rseau 20 bar.

III. Le rseau 5.5 bar

Gare de Lyon

Figure 13 : plan du rseau 5,5 bar

Figure 14* : schma dun rseau 5,5 bar

THERMOSTAT DE SECURIT DPART SECONDAIRECAPTEUR DE PRESSION

THERMOSTAT DE SECURIT CONDENSAT

38 39


LA CONCEPTION DULOCAL SOUS STATION

Chapitre 3

40 41

La conception du local sous station


Chapitre 3

Chapitre 3 :LA CONCEPTION DU LOCAL SOUS STATION

Larrt interministriel du 23 Juin 1978 (Journal Officiel du 21 juillet 1978) contient la rglementation relative aux installations fixes destines au chauffage et lalimentation en eau chaude sanitaire des btiments dhabitation, de bureaux ou recevant du public. Larticle 2 de cet arrt dfinit ainsi la sous-station :

une sous-station est un local abritant les appareils qui assurent, soit par mlange, soit par change, le transfert de chaleur dun rseau de distribution dit rseau primaire un rseau dutilisation dit rseau secondaire.

Cette dfinition est reprise dans larticle CH 11 de larrt du 25 juin 1980 concernant la scurit contre les risques dincendie et de panique dans les tablissements recevant du public.Les tuyauteries du rseau primaire sont alimentes en vapeur haute pression.

Lemplacement de la sous-station est choisi en fonction des critres suivants :

une facilit daccs ;

une accessibilit aux robinets du branchement CPCU lorsquils sont installs lintrieur de la sous-station ;

une limitation des impacts ventuels pour les locaux avoisinants, notamment thermiques et phoniques ;

une optimisation du parcours des canalisations vapeur lintrieur du btiment.

La puissance utile des sous stations situes lintrieur des btiments dhabita-tion, de bureaux ou zones accessibles au public ne doit pas dpasser 5000 kW.

Arrt du 23 juin 1978, article 21.

I. Lemplacement

1. La situation dans le btiment

La sous-station est conue et ralise dans des conditions permettant dassurer la scurit des personnes et des biens.La rglementation applicable prvoit des moyens de retraite permettant au personnel de quitter facilement la sous-station en cas dincident et des conditions daccs faciles pour des secours, le cas chant.

Afin de dfinir le trac des canalisations dans un btiment, il est ncessaire de prendre en compte les critres suivants :

minimiser les longueurs de tuyauteries ;

compenser la dilatation des tuyauteries par des changements de direction : coudes, esses et lyres ;

viter autant que possible les points bas, qui doivent toujours tre quips de dispositifs de purge automatique ;

viter lexposition aux chocs des tuyauteries ;

rserver les dgagements ncessaires la conduite et la maintenance des installations.

2. Laccs

1. Le trac

II. La traverse des locaux

Puissance utile 2000 kW 1 accs Puissance utile > 2000 kW 2 accs

Laccs au local de la sous-station doit tre direct partir de lextrieur du btiment.Toute communication du local avec lintrieur dun btiment dhabitation, de bureaux ou dune zone accessible au public est interdite.

Arrt du 23 juin 1978, Article 22.

Lorsque la puissance utile est suprieure 2000 kW, un accs respectant la scurit du personnel ou du public contre les fuites et la fume doit tre install. Arrt du 23 juin 1978, Article 23.

Les dispositions ci-dessus ne sont pas applicables dans les btiments anciens (dclaration dachvements de travaux avant le 31/12/1981, Article 39 arrt du 23 juin 1978) pour les installations nouvelles, remplaant des installations antrieures (chaufferie ou sous-station) pour lesquels la mise aux normes implique des trans-formations immobilires importantes.

Lettre du Ministre de lEnvironnement du 21 novembre 1978 lUCH.Lettre du Ministre de lIndustrie du 25 novembre 1978 CPCU.

Puissance utile > 70kW Pas de communication avec les zones accessibles au public.

Les sous stations abritant des installations de vapeur haute pression ne doivent pas tre en communication directe avec les locaux et les dgagements accessibles au public moins dtre spares par un sas portes pleines: ce sas doit comporter une ventilation haute dbouchant directement sur lextrieur dune surface de 4 dcimtres carrs au moins.

Arrt du 25 Juin 1980 modifi par larrt du 10 Juillet 1987,article CH 11, Etablissements recevant du public (ERP-TG)

42 43



Chapitre 3

Daprs larrt du 23 Juin 1978, article 24 : Larrive dans la sous-station des drivations qui lalimentent doit seffectuer dans des gaines ou caniveaux suffisamment ventils et rsistants

Larrt du 25 Juin 1980, CH 25 prcise : 2 : Dans les parties de ltablissement accessibles au public, la pression effective des fluides de transport de chaleur ne doit pas excder 4 bar

3 : Les calorifuges utiliss pour lisolation des canalisations et rcipients contenant les fluides caloporteurs doivent tre raliss en matriaux de catgorie M1 dans les locaux et dgagements accessibles au public et M3 dans les autres parties de ltablis-sement. .

Hors btiments dhabitation, circulaire interministrielle du 3 mars 1975 : article 10 : Le passage des tuyauteries de vapeur une pression suprieure 0,5 bar (ou deau surchauffe plus de 110C) est interdit dans le volume dun parc de stationnement couvert.

Pour les btiments dhabitation, arrt du 31 Janvier 1986 : Article 88 Alina 1 : Les conduits et gaines doivent tre disposs de telle sorte quils soient protgs des chocs ventuels de la part des vhicules

Article 88 Alina 7 : Les conduits de vapeur sous une pression suprieure 0,5 bar sont interdits dans le volume du parc, sauf sils sont contenus dans des gaines ralises en matriaux in-combustibles, coupe-feu de degr deux heures, ouvertes sur lextrieur aux extrmits et protges du choc ventuel des vhicules .

Le branchement CPCU permet lamene du fluide caloporteur (vapeur) depuis le rseau de distribution CPCU, jusquaux vannes darrt du btiment. Ces vannes font partie du branchement.

Le branchement comprend une tuyauterie aller (vapeur) et une tuyauterie retour (condensat). Il peut parfois y avoir une troisime tuyauterie (purges) traiter en sous station.

Le branchement, drivation du rseau, est ralis et exploit par CPCU. Il est cependant la proprit du client.

La traverse de la paroi extrieure du btiment par le branchement fait lobjet dune tude particulire entre le Client et CPCU.

2. Les tablissements recevant du public

3. Les parcs de stationnement couverts

III. Ralisation du branchement

Pour la vapeur haute pression, les vannes de branchement doivent rpondre larrt du 23 Juin 1978. Elles peuvent tre situes :

A lintrieur de limmeuble Le plus prs possible du point de pntration du branchement,

Cas 1 : Dans un local extrieur la sous-station et indpendant de celle-ci.

Cas 2 : Dans la sous-station mais avec un renvoi mcanique de la commande manuelle, lextrieur de celle-ci.

La slection reste dans tous les cas valider par CPCU.

1. Les vannes de branchement

Figure 15 : local du branchement

Figure 16 : robinets du branchement en sous station

Rseau CPCU

Rseau CPCU

Caniveau

Commande distance

Branchement

LOC

AL

SO

US

STA

TIO

N

LOCALSOUS STATION

44 45



Chapitre 3

A lextrieur de limmeuble Dans une chambre de sectionnement sous voie publique ou en emprise prive.

Les vannes de branchement doivent tre accessibles en toutes circonstances par le personnel de CPCU et leur emplacement doit tre parfaitement signal.

Nota :En complment de tous les cas prcdents, il peut tre mis en place en aval de la vanne de branchement vapeur, une vanne lectrique avec coupure lextrieur du local.CPCU autorise cette option si et seulement si toutes les conditions suivantes sont satisfaites :

- profil du branchement non descendant ; - vanne en PN40 ; - vanne rouverture trs lente ; - servomoteur fermeture par manque de courant (hors microcoupures).

La slection est dans tous les cas faire valider par CPCU.

Le branchement peut tre en pente ascendante ou descendante (voir chapitre 5 : Ralisation et construction du poste de livraison).

Figure 17 : vanne de branchement lextrieur du btiment

La forme et les dimensions du local du branchement sont appropries au matriel mis en uvre et permettent den effectuer la surveillance, les manuvres, lentretien et la manutention ventuelle.Toutes les dispositions sont prises pour assurer une isolation thermique et un clairage du local suffisants. Dans certains cas il peut tre utile de le ventiler.

2. Le local du branchement

Rseau CPCU

Vanne sous trottoir

La sous-station doit pouvoir contenir les matriels ncessaires au fonctionnement de linstallation, avec des espaces suffisants pour en assurer le montage, la conduite et la maintenance et pour permettre un dmontage ais des matriels.Des ouvrants adapts (portes daccs, trappes ou vantaux) permettent lamene et la manutention du matriel, pour en assurer le gros entretien et le renouvellement ventuel.

Le tableau ci-dessous prsente les surfaces indicatives minimales pour le poste de livraison primaire (hors sas, bouteille de dcouplage, ventuelle installation secondaire).

Lensemble des parois constituant le local est rput conforme aux prescriptions de scurit applicables la catgorie de btiment concerne.Ces parois sont ralises avec des matriaux rsistants la temprature et lhumidit. Celles supportant des canalisations ou des matriels doivent tre ralises en consquence.

En cas de prsence dune bouteille de dcouplage, rajouter 4 m2 aux surfaces indiques ci-dessus. Si un puisard au sol est install, rajouter 1 m2.

Les surfaces sont troitement lies la configuration du local, il est donc ncessaire de les valider pralablement par une implantation du matriel. CPCU prconise par ailleurs une hauteur minimale de 2m.

Tableau 3 : dtermination des surfaces concernant les espaces techniques primaires

1. Formes et dimensions

2. Caractristiques des parois

IV. Le bti

Un changeur Deux changeurs

Puissance de lchangeur (kW)

< 500 500 1000 < 500 500 1000

Surface du localen m2

(avec bche)17 18 21 24

Surface du localen m2

(sans bche)12 12 14 16

LOCALSOUS STATION

46 47



Chapitre 3

Les sols sont raliss avec des matriaux rsistants lrosion et capables de supporter des eaux de ruissellement ou de dbordement, dont la temprature peut atteindre exceptionnellement 95 C.

Le sol de la sous-station et de ses abords doit tre non glissant.Des massifs ou socles maonns reoivent les matriels sensibles la corrosion.

Le ou les seuils daccs sont placs en point haut. Des formes de pente permettent de ramener les coulements vers un point bas gnral, quip dun siphon ou dun puisard.

La ou les portes de la sous-station sont pleines, souvrent de lintrieur vers lextrieur et sont quipes :

dun dispositif de fermeture automatique dune serrure ouverture rapide (dverrouillage de lintrieur, sous un effort le plus faible possible) ;

les portes sont de degr coupe-feu heure ;

les cls doivent rester disponibles en permanence : sous coffret normalis

avec verre dormant ou un poste de gardiennage.Arrt du 23 juin 1978, Article 22 3

Passage libre minimal : 0,93 m x 1,94 m

Pour limiter llvation de temprature (< 2 C) dans les locaux contigus, les parois sont dotes dune isolation thermique adapte. Tous les accrochages et supportages solidaires des parois sont traits pour viter les ponts thermiques.

La conception, le choix et linstallation du matriel doivent concourir minimiser les missions sonores. Nanmoins, les locaux et linstallation sont traits de manire limiter les transmissions sonores vers lextrieur de la sous-station :

parois de la sous-station prsentant une bonne isolation phonique ;

dispositifs vitant les transmissions solidiennes au niveau des supportages

et fixations du matriel.

Le niveau sonore ne doit pas dpasser 30 dcibels dans les pices principales et 35 dB(A) dans les cuisines de chaque logement, bouches dextraction comprises.

Arrt du 30 juin 1999, Article 6,

3. Caractristiques des sols

4. Portes

5. Isolation thermique

6. Isolation phonique

En cas de prsence descaliers, ils doivent tre conus de la faon suivante :

les escaliers sont revtus selon leur raction au feu et se prolongent jusquau niveau dvacuation sur lextrieur ;

Code du Travail, Article R4227-9

largeur escaliers 1,5m 2 rampes, largeur escaliers < 1,5m 1 rampe ;Code du Travail, Article R4227-10

Les escaliers desservant les tages sont dissocis, au niveau de lvacuation sur lextrieur, de ceux desservant les sous-sols. ;


Les largeurs minimales fixes larticle R. 4227-5 sont augmentes de la moiti pour les escaliers desservant les sous-sols.


Pour un effectif de moins de 20 personnes, le local doit comporter un dgage-ment dune largeur minimale de 0.80m.


Des dtecteurs dincendie doivent tre installs dans le local pour prvenir des incendies.CPCU ne recommande pas linstallation dextincteurs automatiques eau (sprinkler) pour des raisons de scurit (contact eau/vapeur et lectricit).

Les dtecteurs installer sont de type thermovlocimtriques. Ces derniers combinent un capteur thermique et un traitement numrique du signal. Ils dtectent des vitesses dlvation de temprature et mettent un signal lorsque cette vitesse est trop rapide.

La sous-station doit tre accessible pour lentretien et la maintenance.Arrt du 23 juin 1978, Article 26

7. Agencement du local

8. Escaliers

9. Scurit incendie

48 49



Chapitre 3

Les dispositions ncessaires sont prises (calorifugeage et ventilation) pour que les deux conditions suivantes soient remplies (arrt du 23 juin 1978, articles 25 et 28) :

la temprature ambiante moyenne ne doit pas tre suprieure 30 C tant que la temprature extrieure reste infrieure 15 C ;

le flux de chaleur susceptible dtre mis par ces appareils et canali-sations ne doit pas provoquer dans les logements, bureaux ou zones accessibles au public contigus, une lvation de temprature intrieure rsultante suprieure 2 C.

Dbit dair (m3/h) =

Le tableau ci-contre prsente les dbits dair ncessaires pour que la temprature de la sous station nexcde pas la valeur maximale de 30 C.Les valeurs sont donnes titre indicatif. Les dperditions sont calcules pour les lments primaires uniquement en prenant en compte une bche non calorifuge et une bouteille de dcouplage.Lcart de temprature entre lintrieur et lextrieur est pris 15C.

La ventilation doit tre constitue :

dun dispositif dintroduction dair frais en partie basse ;

dun dispositif dvacuation dair chaud en partie haute.Arrt du 23 juin 1978, Article 28, 1

La ventilation doit tre suffisante pour que la temprature de la sous-station ne dpasse pas la valeur maximale admissible.

La conception du systme de ventilation et les matriaux utiliss pour sa ralisation doivent tre conformes la rglementation de scurit contre lincendie applicable la catgorie de btiment concerne.

Les moteurs des ventilateurs doivent tre conus pour rsister des tempratures le-ves (moteurs tropicaliss).

V. Ventilation

1. Contrle de la temprature ambiante

2. Dtermination des dbits dair

Puissanceinstalle

(kW)

Nombrechangeur(s)

Dbit dair extraire

(m3/h)100 1 1100

200 1 1140

300 1 1230

400 1 1290

5001 1320

2 1840

6001 1460

2 1900

7001 1560

2 2080

8001 1640

2 2110

9001 1640

2 2150

10001 1640

2 2150

1250 2 2390

1500 2 2500

1750 2 2600

2000 2 2630

2250 2 2800

2500 2 2960

3000 2 3110

3250 2 3220

3500 2 3230

3750 2 3280

4000 2 3340

4250 2 3540

4500 2 3550

4750 2 3570

5000 2 3580

Tableau 4 : dbits de ventilationInformations :Une bche de 180 l non calorifuge a une dperdition denviron 680 W.Une bche de 1000 l non calorifuge a une dperdition denviron 2000 W.Le calorifugeage d'une bche (paisseur 40 mm) permet de rduire de 75% les dperditions de celle-ci.Afin de respecter les dbits dair prconiss prcdemment, CPCU recommande fortement linstallation dune ventilation mcanique.

Nota : Vitesses dextraction dans les gaines de ventilationCPCU prconise des vitesses infrieures 3 m/s pour des installations allant jusqu 1 MW et 4m/s pour des installations suprieures 1 MW.

dperditions thermiques des quipements (W)

0,34 x (30 C 15 C)

50 51



Chapitre 3

Lair neuf est pris lextrieur du btiment.Arrt du 23 juin 1978, Article 28, 2

Sil est prlev lintrieur du btiment, toutes dispositions sont prises de faon interdire la circulation de lair en sens inverse. Il convient de sassurer que ladmis-sion dair extrieur est suffisante dans le local o lair est prlev.

Les accs ne doivent jamais tre utiliss comme moyen de ventilation.

La section libre des gaines de ventilation naturelle ne doit pas tre infrieure 16 dm2. Au-del dune puissance utile de 2 000 kW, cette section est majore de 8 dm2 par tranche de 1 000 kW.Un grillage doit tre install pour empcher lintroduction de corps trangers.

Arrt du 23 juin 1978, Article 28, 2

Lair de ventilation est vacu vers lextrieur.Arrt du 23 juin 1978, Article 28, 2

Dans le cas o le tirage naturel ne peut pas assurer une ventilation suffisante, il est alors ncessaire de mettre en place un ventilateur dextraction dont le dbit sera calcul pour respecter les conditions de temprature indiques ci-dessus.Le fonctionnement du ventilateur est de prfrence asservi un thermostat dambiance. La ventilation est de type hlicodale moteur tropicalis.

Lamene et lextraction dair sont disposes dans la sous-station de manire assurer un balayage efficace de son volume.

Les prises et vacuations dair ne doivent pas provoquer de gne pour le voisinage. La gaine dextraction de lair est indpendante de lvacuation dair entre les locaux techniques.

La ventilation mcanique permet de rduire notablement la section des gaines.

Les gaines et le ventilateur ventuel sont adapts une atmosphre humide et chaude.

3. Introduction dair (ventilation basse)

4. Evacuation dair (ventilation haute)

5. Gnralits

Lclairage de la sous-station doit tre :

suffisant pour permettre la conduite des installations et une lecture de tous les appareils de rglage, de contrle, de scurit et de comptage ;

conforme aux normes NF C 14-100 et C 15-100 ;Arrt du 23 juin 1978, Article30

agenc pour viter les zones obscures.

lclairage de scurit doit tre suffisant pour une vacuation.Code du travail, Article R4227-14

Un bloc dclairage de scurit est recommand proximit des accs.

Linterruption du courant lectrique alimentant lclairage doit pouvoir se faire depuis lextrieur de la sous-station. Le dispositif de coupure doit tre plac dans un endroit facilement accessible en toutes circonstances et parfaitement signal.

Lensemble du matriel lectrique situ lintrieur de la sous-station doit tre aliment partir du mme disjoncteur gnral (conformment la rglementation) et raccord la terre par lun des conducteurs du cble dalimentation.Linstallation lectrique BT doit tre excute conformment la rglementation, aux normes en vigueur et aux rgles de lart.La sous-station est considre comme un local humide.

Linterruption du courant lectrique alimentant les installations lintrieur de la sous-station doit pouvoir se faire depuis lextrieur de celle-ci. Le dispositif de coupure doit tre plac dans un endroit facilement accessible en toutes circons-tances et parfaitement signal.

Protection des personnesLe raccordement au rseau public et les prescriptions de la NF C 15-100 (complte avec la mise jour de juin 2005) imposent la protection des personnes par dispositifs diffrentiels rsiduels (D.D.R.) moyenne sensibilit 300 mA, lorigine de linstal-lation.

Les circuits de prises de courant doivent tre protgs par un D.D.R. de 30 mA.

VI. Electricit

1. Lclairage

2. Lalimentation lectrique

52 53



Chapitre 3

Liaison la terreLe raccordement la prise de terre des lments conducteurs du btiment et des masses des appareils lectriques contribue viter lapparition de toute tension dangereuse entre les parties simultanment accessibles.

Ces liaisons sont ncessaires pour protger le personnel contre les chocs lectriques et doivent tre ralises dans les conditions spcifiques chaque schma de liaison de terre.

La qualit de la prise de terre (rsistance aussi faible que possible, infrieure 5 Ohm) est essentiellement fonction de deux facteurs :

- mode de ralisation (boucle de fond de fouille, piquet) - nature du sol.

Il doit toujours exister une barrette pour isoler la prise de terre du reste de lins-tallation et permettre ainsi la mesure de la rsistance.

La sous-station comporte au moins un point dvacuation. Toutes dispositions doivent tre prises pour que la temprature des rejets au rseau dgout public ne dpasse pas 30 C(Rglement Sanitaire du Dpartement de Paris - article 29.2 et Rglement dAssainissement de Paris - article 10).

Dans lhypothse o le sol de la sous-station nest pas en charge sur le collecteur dvacuation des eaux uses lgout, un puisard est ncessaire.

Il est construit en maonnerie ou en bton, il doit tre tanche et rsister aux tem-pratures leves (jusqu 95 C) et aux chocs thermiques. Il est recouvert dun caillebotis et quip dune pompe de relevage. Sa capacit utile minimum (dduite de sa capacit relle par neutralisation des 10 cm infrieurs et suprieurs) est indique dans le tableau ci-dessous :

VII. Lvacuation des eaux

1. Puisard

Puissance utile du poste de livraison (kW)

200 300 500 800 1200 1800 2500

Capacit utiledu puisard (l)

150 250 350 400 500 700 1000

Hauteur minimale du puisard (cm)

60

Tableau 5 : dtermination de la hauteur du puisard

Le ou les groupes de pompes ont pour fonction de renvoyer les eaux contenues dans le puisard au rseau dvacuation du btiment. Il est conseill de choisir un groupe du type immerg , pour viter quun dfaut de fonctionnement accidentel ne conduise au noyage du moteur.

CARACTRISTIQUES :

dbit : suprieur ou gal celui de la pompe des condensats ;

Si dans le puisard, sont renvoyes dautres eaux que celles provenant directement du poste de livraison (installation de traitement deau, par exemple), les carac-tristiques de dbit et de construction de la pompe doivent bien entendu y tre adaptes.

hauteur manomtrique gale la somme de : - la diffrence de hauteur entre le fond du puisard et le point haut de la tuyauterie de refoulement lgout, - la perte de charge de la tuyauterie de refoulement au dbit maximum ;

fluide pomp : eau peu charge, une temprature susceptible dat-teindre 95 C ponctuellement.

Un clapet anti-retour boule est install au refoulement de la pompe.

Pour fiabiliser le relevage il est recommand dinstaller une deuxime pompe de relevage (en redondance) ainsi quun dispositif dalarme niveau trop haut dans le puisard (indpendant de celui de commande de la pompe).

Au-del dune certaine puissance, une deuxime pompe est ncessaire.Lajout dune deuxime pompe est ncessaire si : P/ Qp 560P correspond la puissance installe en W et Qp est le dbit de la pompe aux conditions dutilisation en m3/h.

DISPOSITIF DE COMMANDE :

Le fonctionnement de la pompe est asservi un dispositif de contrle de niveau (par exemple flotteur, sonde capacitive, ).

COUPURE EXTERIEURE :

Linterruption du courant lectrique alimentant le groupe de pompes doit pouvoir se faire depuis lextrieur de la sous-station. Le dispositif de coupure doit tre plac dans un endroit facilement accessible en toutes circonstances et parfaite-ment signal.

2. Pompe du puisard

54 55



Chapitre 3

Pour faciliter les oprations de maintenance, il est recommand dinstaller un point de puisage deau, de prfrence proximit du siphon de sol ou du puisard de la sous-station.

Si le robinet de puisage est de type raccord au nez , il est ncessaire de placer son extrmit une protection sanitaire de type HA.

Pour la mise lgout des condensats du poste de livraison, il y a lieu de prvoir unpiquage sur le rseau dvacuation du btiment.

En cas dindisponibilit du rseau retour CPCU, pour cause de travaux ou de main-tenance, les condensats sont renvoys lgout par la ou les pompes.

La temprature des effluents rejets lgout doit tre infrieure ou gale 30C.(Rglement sanitaire du Dpartement de Paris, Titre 2, article 29.2, paragraphe 2).

La sous station est un local technique et doit par consquent tre quipe dun siphon de sol recueillant toutes les eaux du local. Le trop plein de la bche de condensat y est raccord.Le siphon ainsi que la canalisation le reliant la fosse de relevage du btiment doivent pouvoir supporter des tempratures allant jusque 95C.

Les dispositions ci-dessous doivent donc tre respectes :

canalisation dvacuation du siphon en fonte ; pompe de relevage de la fosse supportant une temprature susceptible

datteindre 95 C.

4. Le point de puisage deau

3. Siphon dans local

5. Mise lgout des condensats Les tuyauteries en partie privative sont celles situes entre le point de pntration du btiment et le point dentre dans le local sous station.

Pour ces tuyauteries les lments suivants sont respecter :

Dans les parties de ltablissement accessibles au public, la pression effective des fluides de transport de chaleur ne doit pas excder 4 bar.

(article CH 25, paragraphe 2, arrt du 25 juin 1980, modifi par larrt du 29 Juillet 2003)En cas dimpossibilit de faire passer les tuyauteries de distribution de chaleur une pression effective suprieure 4 bar en dehors des parties de ltablissement acces-sibles au public, ces tuyauteries seront places dans une gaine technique isole et coupe feu 2 heures avec la validation pralable dun bureau de contrle.

- Dans les parcs de stationnement : les conduits de vapeur sous une pression suprieure 0,5 bar, deau surchauffe plus de 110 C sont interdits dans le volume du parc, sauf sils sont contenus dans les gaines ralises en matriaux incombustibles, coupe-feu, de degr deux heures, ouvertes sur lextrieur aux extrmits et protges du choc ventuel des vhicules.

(arrt du 31 janvier 1986, chapitre 5, article 88)

- Les calorifuges utiliss pour lisolation des canalisations et rcipients contenant les fluides caloporteurs doivent tre ralises en matriau class M1 dans les locaux et dgagements accessibles au public et M3 dans les autres parties de ltablissement.

Arrt du 29 Juillet 2003, paragraphe 3classe M1: combustibles non inflammableclasse M3 : combustible moyennement inflammable

VIII. Coffret de coupure extrieure rglementaire

IX. Les tuyauteries en partie privative

TGBT IMMEUBLE

Coffret de coupureextrieur rglementaire

Force Lumire Puisard Ventilation

Le coffret de coupure extrieure doit permettre de couper indpendamment : - la force - la lumire - le puisard (sil y en a un) - la ventilation (si ventilation mcanique)

Linterruption du courant lectrique doit pouvoir se faire galement de lextrieur . Lendroit dans lequel est plac le coffret doit tre accessible facilement et signal.

Article 29 de larrt du 23 Juin 1978

CPCU demande dinstaller le coffret dans le local SAS o lextrieur et proximit de la porte den-tre principale en sous station.

Figure 18 : schma lectrique

57

56


Le cheminement daccs la sous station ou ses dpendances ne doit pas em-prunter des locaux accessibles au public.

Les sous stations abritant des installations de vapeur haute pression ne doivent pas tre en communication directe avec les locaux et les dgagements accessibles au public moins den tre spares par un sas portes pleines : ce sas doit compor-ter une ventilation haute dbouchant directement sur lextrieur dune surface de 4 dcimtres carrs au moins.

Etablissements Recevant du Public (ERP-TG) Article CH 11Arrt du 10/07/1987

Dans les parties de ltablissement accessibles au public, la pression effective des fluides de transport de chaleur (except les fluides frigorifiques) ne doit pas excder 4 bar.

Article CH 25, paragraphe 3

Hormis les quipements ncessaires au fonctionnement du poste de livraison, il est admis la prsence dautres rseaux dans le local sous station condition que ces derniers soient recouverts dun flocage coupe feu deux heures.Les rseaux deaux uses et eau potable sous coffrage maonns et coupe feu 2h ne sont tolrs que sils sont raliss en fonte.

PRCAUTIONS POUR LES CANALISATIONS LECTRIQUES

BARRIERES COUPE FEULorsquune canalisation lectrique traverse des lments de construction tels que planchers, murs, toitures, plafonds, parois, les ouvertures demeurant aprs le passage de la canalisation doivent tre obtures suivant le degr de rsistance au feu prescrit pour llment dans lequel est ralise la traverse.

VOISINAGE DE CANALISATIONSAu voisinage de canalisations de chauffage ou dair chaud, les canalisations lectriques ne doivent pas risquer dtre portes une temprature excessive. Pour cela, elles sont tenues une distance suffisante ou spares de ces canalisations par un cran calorifuge.

1. Accs

2. Traverse

X. Etablissements recevant du public

XI. Prsence dautres rseaux dans le local

LA CONCEPTION DUPOSTE DE LIVRAISON

Chapitre 4

58 59

La conception du poste de livraison


Chapitre 4

Chapitre 4 :LA CONCEPTION DU POSTE DE LIVRAISON

Le poste de livraison est lensemble des quipements concourant au transfert de chaleur du rseau CPCU aux installations thermiques du btiment desservi.

Le choix du principe des condensats doit tre dfini lors de la conception du local.En effet, la prsence ou non dune bche modifie lespace ncessaire pour recevoir les quipements.

Un poste de livraison avec condensats en circuit ferm prsente les avantages suivants, essentiellement lis labsence de bche des condensats :

compacit du poste ; limitation de la vaporisation dans la sous-station ; limitation des dperditions thermiques du poste de livraison.

Toutefois ce systme est prescrit par CPCU si et seulement si toutes les conditions suivantes sont remplies :

besoin deau chaude sanitaire suffisant ; localisation du poste sur une artre principale du rseau CPCU ; localisation de la sous station au premier sous sol au plus bas ; branchement en pente ascendante, non prsence de PPI.

Ce systme devra faire lobjet dune demande de validation auprs de CPCU afin de vrifier les besoins thermiques en eau chaude sanitaire, la localisation sur le rseau et de la sous station dans le btiment.

I. Le choix du principe des condensats

II. Dtermination des lments primaires

retour secondaire

dpart secondaire

T T2

vapeur

condensats

R1

P

T1

Rgulation

Scurit consigneG

consigneG

R2

retour secondaire

dpart secondaire

T T2

vapeur

condensats

R1

P

T1

Rgulation

Scurit consigneG

consigneG

R2

P

Figure 20 : rgulation sur les condensats circuit fermFigure 19 : rgulation sur les condensats circuit ouvert

Gnralement, une seule vanne de dtente par changeur suffit.Toutefois, pour certaines applications, linstallation dune seconde vanne peut tre justifie pour une plage de dbit de vapeur trs tendue et/ou dans le cas de plusieurs changeurs.

Lchangeur du poste de livraison est un appareil robuste, statique (aucune piceen mouvement), sans combustion et ayant des surfaces dchange soumises defaibles contraintes thermiques.De ce fait, dans la plupart des installations, un seul changeur suffit. Pour une puissance suprieure ou gale 800 kW, il peut tre envisag dinstaller plusieurschangeurs. Dans ce cas, la somme des puissances utiles (Pu) des changeurs correspond la puissance maximale de linstallation.

1. La vanne de dtente et scurit sur la vapeur

2. Dtermination du nombre dchangeurs

Figure 21 : vanne de dtente

Figure 22 : une vanne par changeur

dpart secondairevapeur

R1

P

consigne

dpart secondaire

vapeur

R

P

consigne

R

P

consigne

Plusieurs changeursDans les postes de livraison quips de plusieurs changeurs, il est recommanddaffecter chacun une vanne de dtente et scurit.

60 61



Chapitre 4

Cette disposition permet une mise en service chelonne (cascade) des chan-geurs et, par consquent, une adaptation optimum au besoin de linstallation secondaire.

Le tableau ci-dessous prconise le nombre dchangeurs ncessaires en fonction du type de btiment chauffer :

Habitat public ou priv,Htel, Centre hospitalier,

Btiment dtat ou municipalUsage bureaux

Un changeur Puissance installe 800 kW Puissance installe 1000 kW

Deux changeurs Puissance installe > 800 kW Puissance installe > 1000 kW

Dans le cas dun poste de livraison quip de plusieurs changeurs, chaque changeur est quip dune vanne de rgulation sur les condensats.Le montage dune vanne de rgulation commune plusieurs changeurs est pros-crit.Un changeur peut tre quip de plusieurs vannes de rgulation (faible et fort dbits).

Le volume actif

Le volume actif (Va) de la bche est le volume de condensats compris entre les niveaux haut et bas du fonctionnement de la pompe.Ce volume (Va) est calcul en fonction du dbit maximal (Qm) de la pompe des condensats. Il est gal :

Va = Qm/4n.

Avec :Va : volume actif en litreQm : dbit maximal en litre par heuren : nombre de dmarrages admissible par heure de la pompe.

Pour minimiser le volume actif (Va), il faut que le dbit maximal (Qm) de la pompe soit le plus proche possible du dbit nominal (Qn).

Linstallation dun dverseur au refoulement de la pompe des condensats peut permettre de satisfaire continuellement cette condition, indpendamment de la pression du rseau des condensats et mme si les condensats sont disposs lgout.

3. Les vannes de rgulation sur les condensats

4. Dimensionnement de la bche

Tableau 6 : dtermination du nombre dchangeurs vent condensats

5

calorifuge

purges automatique et manuelle

50

70

min

i

100 80 80

300

BAS

HAUT

80

VOLUME ACTIFHa

0

pompe des condensats

20

100 30

Les caractristiques dimensionnelles

Les dimensions de la bche sont dfinies par : - Le volume actif (Va) qui dtermine la hauteur active (Ha) comprise entre les niveaux haut et bas de rgulation de la pompe : Ha = Va / S

S : surface du plan deau dans la bcheLa valeur minimale de Ha dpend de la prcision du diffrentiel du contrleur de hauteur deau utilis pour la rgulation de la pompe. Elle ne doit pas tre infrieure 100 mm.

- Les impratifs fonctionnels qui se traduisent par les cotes portes sur le schma ci-dessous.

La bouteille est constitue dun tube creux et ferm sur lequel se raccordent les tuyauteries de dpart et de retour de plusieurs circuits.Tous les tuyaux de dpart doivent tre raccords en haut de la bouteille et ceux de retour en bas. En cas de prsence dun rseau primaire alimentant une production deau chaude sanitaire, il doit tre raccord sur l dpart le plus haut afin dobserver une priorit hydraulique.Des espaces en haut et en bas de la bouteille sont ncessaires pour la purge de lair et lvacuation des boues.

Entre les zones des tubes de dpart et des tubes de retour, une distance de 3 fois le diamtre de la bouteille doit tre respecte.Le diamtre D de la bouteille est dimensionn pour obtenir une vitesse de circulation de leau de 0.1 m/s au maximum.

5. Dimensionnement de la bouteille de dcouplage

Figure 23 : dimensionnement de la bche (mm)

purge d'air

Figure 24 : dimensionnement de la bouteille de dcouplage vidange

62 63



Chapitre 4

En sortie de lchangeur, les condensats peuvent tre une temprature rela-tivement leve. Gnralement, la temprature des condensats est suprieure de 5 C celle de leau du retour de linstallation secondaire (pincement changeur).La chaleur contenue dans les condensats reprsente donc un potentiel nergtique important qui dpend de la puissance appele sur le poste et du profil dutilisation.Cette chaleur disponible est valorisable par un systme simple de rcupration dnergie au moyen dun changeur (sans contact entre les condensats et le fluide rchauff).

La rcupration de chaleur est dautant plus recommande si :

la temprature des condensats est leve ;

la puissance de linstallation est importante.

Lorsquil existe une utilisation une temprature infrieure la temprature des condensats, une rcupration de chaleur est ralisable. Cest souvent le cas pour :

la prparation deau chaude sanitaire (E.C.S.) ;

un chauffage par plancher rayonnant basse temprature ;

un rseau de chauffage, rgul en fonction de la temprature extrieure, dont la temprature du retour de linstallation est la plupart du temps infrieure 50 C ;

un rseau basse temprature (40 50 C) : centrales de traitement dair, pompes chaleur sur boucle deau,

1. Le potentiel nergtique des condensats

2. Lutilisation de la chaleur rcupre

III. La rcupration de chaleur

Un seul circuit de chauffage

La temprature du dpart de linstallation secondaire est variable en fonction de la temprature extrieure suivant une loi de chauffe prdfinie dans le rgulateur de lchangeur.Linstallation dune vanne 3 voies nest pas ncessaire (mme sur un circuit radiateur).

Le schma de principe ci-dessous prsente un seul circuit de chauffage hors expansion, traitement deau, circuit deau froide et rgulation metteur.

1. Conception des lments secondaires dans le cas du chauffage seul

Figure 25* : un circuit de chauffage

IV. Conception de linstallation secondaire en fonction de la nature des besoins

THERMOSTAT DE SECURIT DPART SECONDAIRE

64 65



Chapitre 4

Plusieurs circuits de chauffage

Linstallation secondaire est constitue de plusieurs circuits de chauffage, par exemple un circuit rgul (radiateurs) et un autre constant (une centrale de traitement dair : CTA).La temprature du dpart de linstallation secondaire est variable en fonction de la temprature extrieure suivant une loi de chauffe prdfinie dans le rgulateur de lchangeur.La valeur basse de la courbe de chauffe est la valeur de dpart du circuit constant. Le point de consigne, calcul par le rgulateur, est ncessairement suprieur celui du circuit.

Le circuit rgul possde sa propre rgulation de temprature de dpart en fonction de la temprature extrieure, avec action progressive sur sa vanne 3 voies.Sur le circuit CTA, la variation de dbit se fait par la vanne 2 voies.La soupape pression diffrentielle agit en dcharge si toutes les vannes deux voies se ferment (peut tre remplace par une vanne 3 voies en dcharge, voir un by pass).

La pompe de recyclage maintient en permanence un dbit minimum dans lchangeur (30 % du dbit nominal, 3mCE).

Figure 26* : plusieurs circuits de chauffage

Figure 27* : eau chaude sanitaire, un changeur vapeur/ECS

Les schmas ci-dessous prsentent deux modes de production deau chaude sanitaire.

Un changeur vapeur/ECSLa pression de vapeur distribue est variable. Une vanne automatique contrle ladmission de la vapeur.

Avantages : - bonne capacit tampon ; - faibles cots dinstallation et dentretien ; - condensats froids do meilleur rendement ; - compacit du systme.

Inconvnients :- pas de circuit intermdiaire entre vapeur et eau chaude sanitaire ;- non adapt pour des puissances leves.

2. Eau chaude sanitaire seule (primaire seul)

L'GOUTTHERMOSTAT DE SCURITSONDE DE TEMPERATURE

66 67



Chapitre 4

Figure 28* : eau chaude sanitaire, un changeur vapeur/eau et un changeur ECS en srie

Un changeur vapeur/eau et un changeur ECS en srieLa production dECS est ralise en srie par deux changeurs.

3.1 Un circuit de chauffage et un circuit dECSIl est possible de combiner un seul circuit de chauffage avec un changeur vapeur/ECS ou bien un seul circuit de chauffage avec un changeur vapeur/eau et un changeur ECS en srie.

La rgulation sur le chauffage se fait par rapport la temprature extrieure.La production deau chaude sanitaire se fait par un changeur vapeur/ECS. Lintrt dun tel montage est lutilisation maximale de lenthalpie de la vapeur.

3. Chauffage et eau chaude sanitaire dcoupls sur la vapeur

Figure 29* : un circuit de chauffage et un circuit dECS (changeur vapeur/ECS)

Avantages : - rgulation fine ; - circuit intermdiaire entre vapeur et production deau chaude sanitaire ; - adapt toutes les gammes de puissance.

Inconvnients :- consommation lectrique ;- cots installation et maintenance.

68 69



Chapitre 4

Figure 30* : un circuit de chauffage et un circuit dECS (changeur vapeur/eau et changeur ECS en srie)

3.2 Plusieurs circuits de chauffage et un circuit dECSDans ce cas la combinaison se fait avec plusieurs circuits de chauffage.

Figure 31* : plusieurs circuits de chauffage et un circuit dECS (changeur vapeur/ECS)

THERMOSTAT DE SECURIT DPART SECONDAIRE

THERMOSTAT DE SCURIT CONDENSATS

70 71



Chapitre 4

Figure 32* : plusieurs circuits de chauffage et un circuit dECS (changeur vapeur/eau et changeur ECS en srie)

Le schma ci-dessous prsente une production de chauffage et une production deau chaude sanitaire dcouple sur leau chaude.

4. Chauffage et ECS dcoupls sur primaire en eau chaude

Figure 33* : chauffage et ECS dcoupls sur leau chaude

La lgislation prvoit certaines dispositions concernant la rgulation pour les im-meubles collectifs quips de systme de chauffage collectif (dcret du 12 avril 1988) :

Toute installation de chauffage dune puissance suprieure 30 kW doit comporter un dispositif de rgulation.

Toute installation de chauffage dune puissance suprieure 250 kW et desservant des locaux dhabitation doit comporter un dispositif de rgulation qui soit fonction au moins de la temprature extrieure.

Toute installation de chauffage dune puissance suprieure 1 500 kW doit comporter un dispositif de rgulation soit par btiment, soit par ensemble de btiments ayant la mme destination, les mmes conditions doccupation et les mmes caractristiques de construction..

1. Les dispositions rglementaires relatives la rgulation

V. Recommandations pour linstallation secondaire

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Chapitre 4

Figure 34 : rgulation temprature constante

Figure 35 : rgulation en fonction de la temprature extrieure

Dans toute installation, lchangeur du poste de livraison rgle directement la temprature du dpart de linstallation secondaire.

La sonde de temprature situe sur le dpart, pilote la vanne de rgulation condensats de lchangeur.En fonction du principe hydraulique retenu, deux modes de rgulation sont envisageables :

dpart temprature constante ; dpart temprature variable en fonction de la temprature extrieure.

Dpart temprature constante

La temprature du dpart est constante quelque soit la puissance appele sur linstallation.

Dpart temprature variable

Ce principe de rgulation sapplique seulement si le poste de livraison est ddi des circuits de chauffage dont la temprature de dpart varie en fonction de la temprature extrieure.

2. La rgulation de temprature du dpart de linstallation


R

T

consigne

vers vanne dergulation condensats


R

T

T

consigne

vers vanne dergulation condensats extrieure

Dans ce cas, une sonde judicieusement place sur la faade la plus expose au nord ou labri du rayonnement solaire direct, transmet la valeur de la temprature extrieure au rgulateur. Celui-ci calcule automatiquement et en permanence la consigne de temprature du dpart de linstallation secondaire, selon une courbe de chauffe prdfinie.

Pendant les ventuelles priodes de ralenti (horloge de programmation), la courbe de chauffe peut tre dcale pour diminuer la temprature ambiante dans les locaux.

Dans lexemple ci-dessus, si la temprature extrieure est de + 5 C, la tempra-ture de consigne du dpart de linstallation secondaire est de :

53 C, en priode normale ;

43 C, en priode de ralenti.

La sonde extrieure est forte inertie afin dviter des variations trop brusques, prjudiciables au fonctionnement et susceptibles de provoquer des appels de puissance excessifs.

Figure 36 : exemple de courbe de chauffe

-10 -5 0 +5 +10 +15 +20 +25 Temprature extrieure (C)

T

C D

par

t se

condai

re

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

normal

ralenti

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Chapitre 4

Dans tous les cas, CPCU ralise le branchement jusqu la vanne. Les limites de prestation peuvent inclure le poste de livraison dans le cas dun contrat de vente de chaleur.

Le profil de la vanne de branchement

Branchements avec pente ascendante :Gnralement, le branchement possde une pente ascendante depuis le rseau vers la sous station. Les purges sont alors traites sur le rseau CPCU.

Branchements avec pente descendante continue et avec service dt :Le dbit de purge maximal est de 50 kg/h.

1. La tuyauterie

VI. Dimensionnement des lments de tuyauterie

Figure 37 : branchements avec pente ascendante

Figure 38 : branchements avec pente descendantecontinue et avec service dt

LIMITE FOURNITURE CPCU dans le cadre de la ralisation

du branchement


du branchement


du branchement

Pour tous ces branchements dont le diamtre nominal est suprieur 50 mm, avec ou sans service dt, CPCU installe un dispositif de vidange de mise en service en diamtre nominal 20 mm plac en amont du robinet-vanne de section-nement du branchement et raccord la bche ou au puisard.

Cette rgle doit aussi tre applique, quel que soit le diamtre, dans les cas o le branchement en point bas est plac en bout de ligne dune canalisation descendante sous la voie publique et non pourvue de chambre de purge.

Branchements avec pente descendante continue sans service dt :Le dbit de purge maximal est de 50 kg/h.Pour rappel, un branchement en profil descendant fonctionnant sans service dt doit obligatoirement tre dot dune bche.

Figure 39 : branchements avec pente descendante continue sans service dt

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Chapitre 4

Point bas intermdiaire :Le branchement prsente un point bas intermdiaire.Ce dispositif sapplique pour tous branchements avec et sans service dt et quelque soit le DN Vapeur. Il est ncessaire dans cette configuration de branchement dviter la rtention des condensats et de pouvoir les vacuer immdiatement.Le traitement des purges depuis la b

GUIDE TECHNIQUE - Le poste de livraison

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