Inversion à deux tuyaux
Qu’est-ce qu’un change over à deux tubes (TPCO) ?
Les systèmes change over à deux tubes sont généralement utilisés lorsqu’il est trop onéreux de faire fonctionner une double tuyauterie pour chaque consommateur, ou on s'attend à ce qu'il y ait un faible nombre de jours où les unités chauffent réellement. Avec une tuyauterie simple, l’unité ne peut que chauffer ou refroidir à tour de rôle.
En général, il est prévu que l'espace dispose de divers moyens de chauffage d'appoint (généralement des éléments électriques), à utiliser lorsque le système est en mode refroidissement et seulement lorsque quelques zones ont besoin d'être chauffées.
Les systèmes TPCO peuvent être utilisés pour :
- les ventilo-convecteurs
- les poutres rafraîchissantes
- les plafonds rafraîchissants
- les planchers chauffants (principalement dans les immeubles résidentiels)
Schéma
La figure montre une configuration condensée avec un élément terminal unique. Toutefois, l'utilisation d'EV au lieu de vannes de régulation standard permet aux ingénieurs d'utiliser la solution à deux tubes, tout en obtenant le même confort que les systèmes à quatre tubes. Les Energy Valve peuvent être mises à jour avec des points de consigne de débit et de delta T différents pour le refroidissement et le chauffage. Le BMS est capable de faire en sorte que la même vanne agisse comme deux vannes différentes.
Le problème : les fluctuations de pression influent sur le débit et le confort
Les grands refroidisseurs d’eau sont dynamiques par nature, et présentent des variations de pression dues à la vitesse de la pompe et aux changements de position de la vanne. Les systèmes à équilibre statique, comme leur nom l'indique, sont incapables de faire face à ces changements dynamiques et, par conséquent, les débits de chaque unité fluctuent en fonction des changements de pression.
Solution possible : l’équilibrage dynamique
La fonction d’équilibrage dynamique d’une vanne indépendante de la pression gère les variations de pression dans le système et assure le maintien du débit au niveau du point de consigne défini.
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Problèmes courants affectant les systèmes d’inversion à deux tubes et raisons d’opter pour la Belimo Energy Valve™
Problème : mauvaises performances en mode chauffage
Les échangeurs de chaleur ou les unités terminales sont généralement sélectionnés en fonction des charges de refroidissement, ce qui signifie que lorsque l'eau passe simplement du froid au chaud, les débits nominaux ne sont plus adaptés. Par exemple, un delta T de refroidissement typique serait de 7 K, alors qu'un delta T de chauffage serait au moins le double.
Solution : débits réglables pour la saison de chauffage/refroidissement
Comme une vanne intelligente peut communiquer à haut niveau avec le système de gestion de bâtiment, les débits peuvent être mis à jour à distance. Cela permet de modifier les débits nominaux de sorte que la vanne applique toujours le débit optimal.
Problème : syndrome du faible delta T
L'échangeur de chaleur ne subit pas seulement un changement de la température de l'eau, il peut aussi subir un changement de volume d'air en fonction du nouveau mode. Alors que plusieurs variables de l'échange thermique fluctuent, il devient pratiquement impossible de prédire complètement le débit correct sur la gamme des débits autorisés.
Solution : Energy Valve à l'aide du Delta-T manager
Le Delta-T manager intégré dans la Belimo Energy Valve™ est une fonction qui mesure en permanence l'écart de température et le compare à la valeur limite spécifique au système. S'il tombe en dessous, la Belimo Energy Valve™ ajuste automatiquement le débit de manière à ce que seule la quantité d'eau réellement nécessaire soit admise dans l'échangeur de chaleur. Il est possible de mettre à jour le delta T requis à l'aide de l'interface bus aussi facilement que l'eau coule, ce qui vous donne un contrôle total.
Conseil de pro
L'Energy Valve enregistre la consommation d’énergie de chauffage et de refroidissement séparément, donc au lieu d’acheter deux compteurs, un pour le chauffage et un autre pour le refroidissement, vous n’avez désormais plus besoin que d’un seul appareil !
Exemple d’application
L'exemple illustré sur la figure représente une installation classique avec un débit de 0,11 l/s [1,74 GPM] basé sur la puissance de refroidissement requise pour des températures d'entrée de 6 °C [43 °F] et de sortie de 12 °C [54 °F]. Le débit de chauffage requis pour la pièce est de 0,05 l/s [0,79 GPM]. Or, le système est réglé pour fournir 0,11 l/s [1,74 GPM]. Par conséquent, la performance de chauffage est en grande partie intermittente.
Cela fonctionne jusqu'à un certain point, mais le faible delta T observé pendant la phase de chauffage rend généralement cette configuration incompatible avec les chaudières à condensation car les températures de retour sont trop élevées pour qu'elles puissent se condenser. Comme l'échangeur de chaleur reçoit le même débit de 0,11 l/s [1,74 GPM] lors du chauffage, l'eau ne peut pas céder suffisamment d'énergie à l'air, ce qui entraîne des températures élevées de l'eau de retour ou un delta T faible, comme le montre la figure 106.
Sachant que cette solution utilise des vannes dépendantes de la pression, il demeure toujours le problème des fluctuations de pression généralement associées aux configurations de ce genre. Ce qui aggrave encore le delta T.
Le système de gestion de bâtiment peut déterminer de quel type de jour il s'agit et mettre à jour les Energy Valves avec le débit de chauffage ou de refroidissement requis pour le delta T correspondant. Avec l'EV, le débit nominal peut être réglé et le delta T peut être maintenu pendant les fluctuations de pression.Lorsque l'Energy Valve est mise à jour avec les débits de chauffage et le delta T, la vanne passe à 0,05 l/s [0,79 GPM] et applique un delta T minimum de 30 K. Ceci permet d'utiliser des chaudières à condensation dans le cadre du projet, car les températures de l'eau de retour peuvent être garanties.
