Eau Chaude Sanitaire

[pic] E.3 ÉTUDE DES INSTALLATIONS - OPTION A SESSION 2015
Durée : 4 heures Coefficient : 4 Matériel autorisé : Toutes les calculatrices de poche y compris les calculatrices
programmables, alphanumériques ou à écran graphique sous réserve que leur
fonctionnement soit autonome et qu'il ne soit pas fait usage d'imprimante
(circulaire N°99 -186,16/11/1999).
Tout autre matériel est interdit.
Documents à rendre avec la copie :
DR 1
...........................................................................
................................. page 21/24
DR 2
...........................................................................
................................. page 22/24
DR 3
...........................................................................
................................. page 23/24
DR 4
...........................................................................
................................. page 24/24
Dès que le sujet vous est remis, assurez-vous qu'il est complet. Le sujet comporte 24 pages, numérotées de 1/24 à 24/24. |BTS FLUIDES ÉNERGIES ENVIRONNEMENTS |Session 2015 |
|Étude des installations - OPTION A |Code : FEAEISI |Page : 1/24 |
Chaque partie sera rendue sur une copie séparée |PARTIE |TITRE |TEMPS |
| | |conseillé|
| |Lecture du sujet |15 min |
|1 |Analyse technique de l'installation |30 min |
|2 |Dimensionnement de la production |30 min |
| |d'E.C.S. | |
|3 |Étude du bouclage eau chaude sanitaire |30 min |
|4 |Analyse énergétique de la production |30 min |
| |d'E.C.S. solaire | |
|5 |Régulation et gestion automatique de la|45 min |
| |production de chaleur | |
|6 |Traitement d'eau à usage sanitaire |60 min |
Documents à rendre avec la copie : DR 1 bilan énergétique de la production
E.C.S........................................... page 21/24 DR 2 bilan
énergétique
...........................................................................
.... page 22/24
DR 3 schéma
électrique.................................................................
............. page 23/24
DR 4 diagramme d'équilibre
calcocarbonique............................................. page 24/24
Liste des documents techniques :
DT 1 extraits du C.C.T.P lot chauffage et plomberie
..................................... page 7/24 DT 2 formulaire
...........................................................................
............... page 10/24
DT 3 schéma du réseau de distribution ECS
............................................. page 10/24
DT 4 légende du schéma électrique à
compléter........................................ page 11/24 DT 5 besoins
en
E.C.S......................................................................
.......... page 11/24
DT 6 analyse physico-chimique de l'eau froide à
20°C............................... page 11/24
DT 7 pouvoir d'échange de la résine cationique
......................................... page 11/24
DT 8 note de calcul réseau de bouclage
.................................................... page 12/24 DT 9
documentation technique pompes de bouclage
................................. page 13/24
DT 10 documentation technique régulateur DIEMATIC
.............................. page 14/24 DT 11 classification périodique
des éléments ............................................. page 19/24
DT 12 documentation technique adoucisseur
............................................. page 20/24 |BTS FLUIDES ÉNERGIES ENVIRONNEMENTS |Session 2015 |
|Étude des installations - OPTION A |Code : FEAEISI |Page : 2/24 |
[pic] L'étude porte sur la rénovation des installations de production d'Eau
Chaude Sanitaire équipant un gymnase. Ce gymnase est situé en région
parisienne. Le client souhaite que l'énergie solaire soit mise en ?uvre
pour assurer en partie la production de l'Eau Chaude Sanitaire de ce
gymnase. Question 1.1. Justifier le type de production d'E.C.S. retenu pour équiper le gymnase.
Question 1.2. Le CCTP propose une solution liée au développement durable, de quoi s'agit
t-il ?
Proposer une autre solution envisageable pour le bâtiment considéré.
Question 1.3. Le circuit « capteur solaire » et le réseau Eau Chaude Basse Température
sont alimentés par de l'eau adoucie à TH nul.
Expliciter l'intérêt d'un tel traitement.
Question 1.4. Le circuit « capteur solaire » sera traité à l'aide d'un produit
anticorrosion antigel.
Justifier l'intérêt d'un traitement antigel ici.
Question 1.5. Justifier l'intérêt de mettre en ?uvre un bouclage ECS, et un mitigeage au
plus près des pommes de douche, notamment pour lutter contre les
développements bactériens.
Question 2.1. (DT 1 page 7/24).
En supposant que le débit effectif de puisage d'une douche est de 0,2 [l/s]
:
1. Déterminer le débit de pointe probable d'E.C.S.
2. Déterminer la puissance instantanée à mettre en ?uvre pour faire face à
un événement de puisage continu important.
Question 2.2. En supposant que le volume de stockage doit faire face à un événement de
puisage continu important pendant 10 minutes :
1. Déterminer le volume d'eau puisé en 10 minutes.
2. Déterminer le volume de stockage à prévoir pour faire face à cet
événement.
Hypothèses : - le stockage a un rendement volumétrique de 95 % ;
- la puissance utile de l'échangeur E1 est de 128 [kW]. Question 2.3. (DT 2 page 10/24).
1. Déterminer la valeur du volume de stockage minimum d'E.C.S. à 60 [°C] à
mettre en ?uvre pour couvrir les besoins selon la formule proposée et
issue de la méthode AICFV.
2. Conclure quant à l'adéquation aux besoins du volume présent sur
l'installation.
|BTS FLUIDES ÉNERGIES ENVIRONNEMENTS |Session 2015 |
|Étude des installations - OPTION A |Code : FEAEISI |Page : 3/24 |
[pic] Question 3.1. (DT 3 page 10/24 ; DT 8 page 12/24).
Vérifier que la chute de température de l'eau sur le réseau de bouclage
reste inférieure à 2°C. Question 3.2. (DT 9 page 13/24).
Déterminer la puissance consommée par la pompe « STRATOS Z » associée au
réseau de bouclage. Votre démarche sera explicite. Question 3.3. (DT 9 page 13/24).
Comparer cette pompe d'un point de vue technologique avec la pompe « TOP Z
». Question 3.4. (DT 9 page 13/24).
Déterminer l'économie d'énergie annuelle exprimée en [kWh], réalisée grâce
à la mise en ?uvre d'une pompe « STRATOS Z » par rapport à une pompe de
type « TOP Z »
Hypothèses : - la puissance dissipée par le réseau de bouclage est de 1500 [W] ;
- la puissance électrique absorbée par la pompe de bouclage est de 100
[W] ;
- coût du kWh électrique : 0,1329 [E/kWh] TTC ;
- coût du kWh gaz : 0,0567 [E/kWh] TTC ;
- émissions de CO2 : 206 gCO2/kWhgaz. Question 4.1. Déterminer l'énergie thermique et électrique consommée chaque année pour
assurer le bouclage. Question 4.2. (DR1 page 21/24 et DR 2 page 22/24).
Sur le schéma de principe, à partir des informations du tableau bilan
énergétique, représenter
sous formes de flèches les flux énergétiques de l'installation de
production d'E.C.S. Question 4.3 (DT 2 page 10/24).
1. À partir de votre bilan et des résultats de la question 4.1,
déterminer :
- le rendement global annuel de l'installation de production d'E.C.S. si
il n'y avait pas de production solaire ;
- le taux de couverture solaire Fecs ;
- le taux d'économie d'énergie Fsav avec l'installation solaire ;
- l'économie financière effectuée chaque année grâce à l'installation
solaire. 2. Compléter le tableau bilan énergétique de la production d'ECS (DR1
page 21/24). 3. Conclure sur l'aspect environnemental, notamment sur l'impact lié à
l'émission de CO2. |BTS FLUIDES ÉNERGIES ENVIRONNEMENTS |Session 2015 |
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[pic] Question 5.1. (DT 1 pages 7 à 9/24 ; DT 4 page 11/24 ; DT 10 pages 14 à
18/24).
À partir du descriptif de la cascade chaudières et de la documentation du
régulateur DIEMATIC, réaliser un graphe fonctionnel (en mode production
d'ECS) faisant apparaître l'évolution de la puissance de la chaufferie en
fonction de la température de production. Des hypothèses seront clairement
formulées. Question 5.2. (DT 1 pages 7 à 9/24 ; DT 4 page 11/24 ; DT 10 pages 14 à
18/24).
À partir du descriptif de la cascade chaudières, de la documentation
technique du régulateur DIEMATIC, et du descriptif fonctionnel de l'armoire
électrique, compléter le schéma électrique (DR 3 page 23/24).
On souhaite, dans le cadre de la rénovation de l'installation, réutiliser
le matériel existant : Adoucisseur PERMO 7150, tout en optimisant son
fonctionnement.
Hypothèses : - le volume d'ECS produite par jour est de 7000 litres. Question 6.1. (DT 6 page 11/24 ; DT 11 page 19/24).
Montrer que les valeurs des titres de l'eau brute sont les suivantes :
- TH Calcique = 2,74 [mmol/l] ;
- CMT = 6,16 [mmol/l].
Des hypothèses seront clairement formulées. Question 6.2. (DR 4 page 24/24).
1. Placer le point représentatif de l'eau sur le diagramme d'équilibre
calco-carbonique.
2. En déduire le caractère agressif ou entartrant de cette eau à froid
et à chaud (60°C).
3. Déterminer alors la quantité de tartre