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Conception de bâtiments, CVC et plomberie

Badger Meter améliore la fiabilité des applications de chauffage et de climatisation hydroniques

Fournisseur de système CVC et de plomberie

Avait besoin d'une solution pour la détection de fuites dans les systèmes hydroniques qui soit à la fois simple et efficiente pour les installations de toutes tailles

Les compteurs Recordall® à disque détectent les fuites d'eau à faible débit au sein de l'assemblage d'alimentation d'un système hydronique fermé

Les systèmes de chauffage et de climatisation hydroniques assurent non seulement l'efficacité énergétique d'un bâtiment, mais réduisent également les coûts d'exploitation et augmentent la durabilité. De nouvelles avancées sont en voie de changer le monde de l'hydronique, permettant aux installations commerciales de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) de répondre à des exigences strictes en matière d'efficacité énergétique et de s'intégrer automatiquement aux autres systèmes du bâtiment.

Les utilisateurs d'équipement hydronique pourraient penser qu'ils n'ont pas à s'inquiéter des pertes d'eau ou de liquide de refroidissement au sein d'un système à boucle fermée, toutefois, même les plus petites pertes peuvent avoir de lourdes conséquences en l'absence de mesures correctives. Pour cette raison, il est crucial de repérer la source de toute fuite.

Les opérateurs de systèmes hydroniques peuvent détecter les fuites dans leur système fermé grâce à l'utilisation de la technologie de compteur à disque à mouvement de nutation. Il est possible de révéler la présence de fuites en installant ces appareils robustes dans les assemblages d'alimentation en eau froide et en glycol.

Les défis posés aux propriétaires d'immeubles

Les propriétaires et exploitants d'immeubles cherchent à déployer une technologie avancée pour obtenir un rendement élevé de leurs systèmes de CVC. Ces actifs jouent un rôle clé dans l'exploitation efficace des grandes installations commerciales et industrielles.

Tous les systèmes de chauffage et de climatisation hydroniques en circuit à boucle fermée sont remplis d'eau ou d'un mélange d'eau et d'antigel. Le seul air intentionnellement présent dans le système est contenu dans le vase d'expansion.

L'assemblage d'alimentation automatique en eau froide ou en glycol d'un système hydronique est crucial pour éviter l'introduction indésirable d'air et préserver une pression adéquate dans les systèmes fermés. Un détendeur de pression est utilisé pour remplacer l'eau perdue par le système, mais cette eau s'accompagne d'oxygène, ce qui peut poser des défis allant de l'accumulation de rouille ou de particules aux dommages causés par l'interaction des minéraux avec les métaux et les élastomères, entre autres problèmes.

Dans les systèmes fermés, la majeure partie de l'eau est introduite en raison d'événements isolés, tels que l'entretien d'un produit ou l'évacuation de l'air. Parfois, de l'eau est introduite à cause d'une petite fuite quelque part dans le système. Cette fuite peut être si petite que le problème est caché au propriétaire ou à l'entrepreneur du bâtiment.

Le besoin de détecter les fuites

L'expérience nous a enseigné que les fuites d'eau lentes et cachées des systèmes hydroniques provenant des conduites souterraines, des serpentins des centrales de traitement d'air (CTA) et des équipements dans les espaces inoccupés peuvent coûter très cher au fil du temps. Si une alimentation d'appoint en eau est nécessaire, il est important de déterminer la source de la fuite avant que les coûts d'exploitation n'augmentent et qu'une défaillance imprévue du système ne se produise.

Dans un système d'eau fermé d'une capacité de 6 800 litres présentant une fuite non détectée de 0,2 litre par minute, il ne faudrait que 21 jours pour que toute l'eau d'origine du système soit remplacée par de l'eau d'appoint. Dans le cas d'une fuite de 0,4 litre par minute, le temps de réapprovisionnement complet en eau d'appoint tombe à 5 jours. Il s'agit d'un gaspillage de ressources précieuses qui explique les coûts supplémentaires en produits chimiques de remplacement.

Dans un système fermé au glycol présentant une fuite doté d'une protection contre le gel à partir de -23 °C et une alimentation d'appoint en eau, les actifs du système ne seront pratiquement plus protégés en quelques jours.

L'importance de la mesure du débit

La technologie de mesure du débit est un outil précieux pour l'optimisation et le dépannage des systèmes hydroniques fermés. Les débitmètres mesurent le débit d'un fluide qui passe par un certain point dans un système spécifique, comme l'eau qui circule dans un tuyau.

Dans le cas des applications liées au CVC, le dispositif de mesure du débit doit être de qualité industrielle et capable de détecter de très faibles débits, mais également de relever avec précision le débit total du système. Les utilisateurs peuvent installer un débitmètre sur la conduite d'eau d'appoint d'un système hydronique en boucle fermée afin de déterminer s'il y a un besoin accru d'eau d'appoint sans effectuer de contrôles chimiques résiduels.

Lorsqu'il s'agit d'applications de mesure du débit d'un système hydronique, un choix d'approches s'offre aux propriétaires de bâtiments. Une première option utilise le volume, tandis qu'une deuxième option, la plus courante, se concentre sur la vitesse. D'autres méthodes peuvent être utilisées, notamment les méthodes électromagnétique et ultrasonique.

Le compteur d'eau volumétrique est l'une des variantes les plus couramment utilisées dans les applications de systèmes hydroniques fermés. Ces compteurs peuvent être divisés en deux sous-catégories : les compteurs à piston rotatif et les compteurs à disque oscillant. Indépendamment de sa conception spécifique, chaque compteur d'eau volumétrique mesure le débit en fonction du mouvement d'un élément spécifique dans la conception du compteur. La quantité de mouvement enregistrée est en corrélation avec la quantité d'eau qui est entrée dans cette partie du système. Le compteur d'eau se préoccupe moins du débit que du volume de liquide qui le traverse.

Choisir la bonne solution

Les exploitants de bâtiments commerciaux et industriels qui sélectionnent des produits de mesure de débit et d'énergie pour leurs systèmes hydroniques font généralement leur choix en fonction de critères précis, notamment :

  • Les exigences en matière de précision;
  • Le lieu d'installation;
  • Les exigences de sortie;
  • Les besoins d'interconnectivité;
  • Les préoccupations relatives à l'entretien et à l'aptitude à l'usage;
  • Les limites budgétaires.

R.L. Deppman, un chef de file dans la représentation de manufacturiers fournissant des systèmes de CVC et de plomberie à des clients du Michigan et du nord de l'Ohio, a trouvé une solution simple et efficiente pour la détection des fuites au sein des systèmes hydroniques qui convient aux installations de toutes tailles. L'entreprise a déployé avec succès des compteurs Recordall® à disque de Badger Meter afin de mesurer les conditions de faible débit fréquemment présentes dans les applications en système fermé. Ces compteurs font appel à une technique de mesure brevetée alliant la précision de la conception des appareils volumétriques à la fiabilité et la rentabilité de la technologie à disque oscillant.

Dans le cadre du principe de mesure par nutation du disque, l’eau passe à travers la crépine du compteur et entre dans la chambre de mesure où elle provoque la nutation du disque. Le disque, qui se déplace librement, tourne sur sa propre bille, guidé par un rouleau de poussée. Un aimant d’entraînement transmet le mouvement du disque à un aimant suiveur situé dans le registre scellé en permanence. L’aimant suiveur est relié au train d’engrenages du registre. Le train d’engrenages convertit les nutations du disque en unités de totalisation du volume, qui peuvent être affichées en gallons pour une lecture locale ou fournies sous forme de sortie 4-20 mA ou d'impulsion pour une surveillance à distance.

Avantages pour les utilisateurs finaux

La façon la plus simple de vérifier s'il y a des fuites dans les systèmes de chauffage et de climatisation hydroniques fermés est de lire et d'enregistrer la consommation d'eau affichée par un compteur totalisateur sur la ligne d'eau d'appoint.

Bien que la précision des compteurs d'eau à disque oscillant chute à des débits inférieurs à 0,9-1,9 litre par minute dans cette application, ils sont capables de détecter des débits beaucoup plus faibles et peuvent être utilisés pour repérer de minuscules fuites dans des environnements en boucle fermée. Ils peuvent également produire des impulsions de sortie lorsque l'eau s'écoule dans le sens inverse de la direction habituelle dans les systèmes. Ce flux inversé indiquerait l'utilisation du dispositif de disconnexion.

Dans le cas du compteur Recordall à disque, une technologie exclusive offre une précision de débit de 1,5 % de 1,9 litre à 76 litres par minute. Sous cette plage, le compteur peut mesurer des fuites d'eau à un débit aussi faible que 0,1 litre par minute. À titre comparatif, plusieurs autres technologies perdent une grande partie de leur précision à 0,24 litre par minute, ou sont incapables de mesurer le débit à ce niveau. Il s'agit d'un avantage clé pour les applications de système hydronique fermé, qui sont caractérisées par des débits de fuite particulièrement faibles. La très faible perte de pression en fait aussi une solution de mesure idéale à long terme.

En outre, le taux d'oscillation réduit du compteur Recordall à disque minimise l'usure de la chambre et prolonge la précision à long terme. Afin de simplifier l'entretien, le registre, la chambre de mesure et la crépine peuvent être remplacés sans avoir à retirer le carter du compteur de l’installation.

Les compteurs Recordall à disque sont conformes aux dispositions relatives au plomb de la loi sur la salubrité de l’eau potable (« Safe Drinking Water Act ») et sont certifiés selon les normes 61 et 372 de la NSF/ANSI. Ils dépassent de plus les normes C700 et C710 de l’AWWA pour l'utilisation de compteurs volumétriques pour eau froide avec carter en bronze.

Plus important encore, cette solution offre une assurance simple et abordable aux propriétaires et exploitants d'immeubles soucieux de préserver les éléments du système hydronique. Les sorties des compteurs d'eau peuvent être fournies à un système de gestion d'immeuble, afin d'alerter le personnel en cas de fuites entraînant la perte de ressources précieuses, des coûts élevés de remplacement des produits chimiques et de graves dommages aux équipements. Le système de gestion d'immeuble permet d'alerter le personnel en cas de consommation d'eau inattendue, ce qui évite d'avoir à relever manuellement le compteur, une économie de travail précieuse pour votre équipe d'entretien.

Conclusion

Le repérage des fuites dans les systèmes hydroniques fermés est essentiel pour réduire le coût global d'exploitation des bâtiments commerciaux et industriels tout en maintenant un rendement supérieur.

Les propriétaires d'installations équipées d'application de détection des fuites dans le système hydronique peuvent profiter de nombreux avantages en installant des compteurs d’alimentation de l'eau d'appoint faisant appel à la technologie de disque oscillant pour leurs systèmes fermés. Ces dispositifs ont fait leurs preuves en tant qu'outils fiables, précis et efficients pour le contrôle à long terme des fuites à très faible débit.

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