[PDF] [PDF] CERN - STDivision - CERN Document Server

[PDF] Hydroéjecteur - SYCLOPE Electronique

ou Hydro-éjecteurs avec duse injection Contre Hydro-éjecteurs 4000gr/h avec duse injection Contre Rue du Bruscos - 64230 SAUVAGNON - France

[PDF] Fiche technique SP820-PVCU / Joints EPDM Hydro - Sectoriel

HYDRO-EJECTEUR SP 820 PVC-U - PP - 38290 SAINT QUENTIN- FALLAVIER – FRANCE Les hydro-éjecteurs sont livrés en standard avec une buse

[PDF] CERN - STDivision - CERN Document Server

Echenevex, France, 28-30 janvier 2002 ST-Note-2002-034 15 janvier 2002 L' UTILISATION DES HYDRO-EJECTEURS AU CERN S Deleval Résumé

[PDF] Ejecteurs-colonne AIRTEC - AIRTEC France pneumatique

La génération du vide avec les éjecteurs-colonne fonctionne selon un nouveau principe de construction similaire au principe de venturi Ne comportant que 

[PDF] POMPES POUR PUITS PROFONDS - ATEC FRANCE

Type d'éjecteur POMPE POUR PUITS PROFOND JUSQU'À 50 MÈTRES - TYPE PA TYPE Ejecteur P2 utile Corps de pompe, lanterne, hydro-éjecteur en

[PDF] AÉRATEURS / HYDRO-ÉJECTEURS - Agritechno

ptimum AÉRATEURS / HYDRO-ÉJECTEURS Les Hydro-éjecteurs AQUASUB créent un courant d'eau dynamique 25110 Baume-les-Dames - FRANCE

[PDF] hydro-éjecteur / hydropulse - FranceEnvironnement

MADE IN FRANCE 60 ANS D'EXPÉRIENCE HYDRO-ÉJECTEUR / HYDROPULSE HYDROPULSEest un hydro-éjecteur à turbine déprimogène qui concilie 

[PDF] Hydro-éjecteurs PVC 20-40 kg/h - Grundfos

20 kg/h 4 3 2 2 Hydro-éjecteurs avec une capacité d'aspiration de 20 à 40 kg/h France Pompes GRUNDFOS Distribution S A Parc d'Activités de Chesnes

[PDF] Hydro-ejecteurs PVC 0,5 - 4,0 kg/h - Grundfos

Les hydro-éjecteurs en PVC Grundfos sont conçus pour être utili- sés dans les France Pompes GRUNDFOS Distribution S A Parc d'Activités de Chesnes

[PDF] Hydro-Electricité Réversible

[PDF] HYDRO-GEN PROJECT

[PDF] hydro-guard - MR POMPES > Accueil

[PDF] Hydro-Jonquière lance son logiciel de facturation en ligne!

[PDF] hydro-kinetic® feu - Enviro - Conception

[PDF] Hydro-mechanical coupling and strain localization in saturated - Anciens Et Réunions

[PDF] HYDRO-QUÉBEC EN BREF

[PDF] HYDRO.TG - Anciens Et Réunions

[PDF] Hydrocâblé Tube PER Intersol - France

[PDF] Hydrocarbures : le talon d`Achille chinois - ANAJ - France

[PDF] Hydrocarbures et Proche

[PDF] Hydrocarbures non-conventionnels Ër%fance

[PDF] hydrochimie des eaux souterraines de la région d`adiaké

[PDF] Hydrochloric acid 32% (20°Bé) RE

[PDF] Hydroclean 12/52 - De L'Automobile Et Des Véhicules

EUROPEAN ORGANIZATION FOR NUCLEAR RESEARCH

ORGANISATION EUROPÉENNE POUR LA RECHERCHE NUCLÉAIRE

CERN - ST Division

Présenté au 5

ème ST Workshop

Echenevex, France, 28-30 janvier 2002

ST-Note-2002-034

15 janvier 2002

L'UTILISATION DES HYDRO-EJECTEURS AU CERN

S. Deleval

Résumé

Les éjecteurs à buse variable sont destinés à remplacer les vannes trois voies conventionnelles et les

pompes secondaires de circulation dans les installations de chauffage à eau chaude et de

conditionnement d'air. Ces éjecteurs liquide - liquide utilisent l'énergie d'un fluide primaire pour

maintenir le débit d'un fluide secondaire grâce à un saut de pression. L'utilisation de ces éjecteurs

permet notamment de réduire les coûts d'investissement, de consommation énergétique et aussi de

maintenance. Cette technique qui a fait ses preuves depuis plus de 20 ans, est abondamment utilisée

en Allemagne, Italie et Belgique (50 000 boucles) et peu dans d'autres pays comme la France (500

boucles). Au CERN, aucune application d'hydro-éjecteur de ce type n'a encore été mise en oeuvre

à ce jour. Ce document présente cette technique en détail avec ses avantages, ses inconvénients et

ses possibles applications.

2 1 INTRODUCTION

Pour la transmission d'une puissance calorifique ou frigorifique variable d'un fluide primaire à un fluide

secondaire, l'utilisation d'une vanne trois voies est courante pour ne pas dire systématique au CERN.

L'utilisation d'éjecteur (liquide-liquide) à buse réglable est une alternative intéressante. D'autres types

d'éjecteurs comme des éjecteurs à air comprimé sont utilisés au CERN pour pomper des eaux usées

mais dans le cadre d'installation de chauffage et de conditionnement d'air des hydro-éjecteurs n'ont

pas encore été mis en oeuvre. Cela pourrait permettre de réaliser des économies non négligeables.

2 PRESENTATION

L'hydro-éjecteur également appelé pompe à jet d'eau dans la littérature, est un dispositif qui est destiné

à prendre la place des vannes mélangeuses moyennant quelques modifications du circuit hydraulique. Il

permet donc de réguler le mélange de deux fluides et, dans le cas qui nous occupe, de réguler la

transmission d'une puissance thermique, avec cependant une qualité supplémentaire puisque ces

éjecteurs permettent de conserver la force motrice du primaire pour faire circuler le fluide secondaire.

Figure 1 : Photo et coupe d'un hydro-éjecteur

Le principe de fonctionnement est très simple : la variation brusque de vitesse d'une veine d'eau à la sortie d'une buse provoque une dépression qui aspire l'eau en provenance d'une tubulure

d'aspiration, le mélange ayant lieu dans un convergent et la vitesse du mélange étant ensuite ralentie

progressivement dans un divergent où elle acquiert une pression élevée. On se sert donc d'un fluide

passant dans une buse pour aspirer un autre fluide.

3 L'UTILISATION D'HYDRO-EJECTEURS DANS UNE INSTALLATION DE

CHAUFFAGE

Dans un projet d'installation de chauffage, on remplace purement et simplement les vannes trois voies

par les hydro-éjecteurs. Ceci pour simplifier la configuration de l'installation et obtenir de sensibles

économies d'énergie.

L'installation avec les hydro-éjecteurs ne nécessite qu'une seule pompe pour la circulation de l'eau dans les circuits secondaires. Ceci parce que les hydro-éjecteurs, en vertu de leurs

caractéristiques particulières, sont capables de transmettre 50 % de l'énergie de pulsion de la pompe

aux circuits secondaires, garantissant ainsi la circulation. L'hydro-éjecteur motorisé contrôle la

température résultant du rapport de mélange entre le départ et le retour, régulant ainsi le débit en

fonction du besoin de chaleur. La pompe, commandant de préférence la voie inverse, doit facilement

faire face à l'entrée d'eau de l'installation et assurer à l'entrée des hydro-éjecteurs une pression

différentielle supérieure à la chute de pression dans les circuits secondaires respectifs utilisés.

3 Ils peuvent grâce à un servomoteur linéaire (électrique ou pneumatique), s'intégrer à tous les

systèmes asservis de régulation disponible sur le marché.

Pour adapter l'éjecteur à sa charge variable, le pointeau obturateur conique modifie la section de

la buse, ce qui permet d'adapter l'alimentation en eau chaude à la charge thermique.

La précision de la régulation atteinte avec les éjecteurs, pour une charge variable de 0 à 100 %,

résulte du fait que l'éjecteur compense la diminution du débit du circuit secondaire par une

augmentation de la différence de température entre départ et retour.

3.1 Comparatif : installation de chauffage avec hydro-éjecteur et installation classique

L'utilisation de cette technique pour des installations de chauffage permet de réduire l'investissement,

la consommation d'énergie et le coût d'entretien. Pour apprécier les économies réelles, il faut comparer la solution conventionnelle mettant en oeuvre des pompes secondaires avec la technique utilisant des éjecteurs.

3.1.1 Schéma

On trouve à la figure 2 ci-dessous, un schéma de principe simplifié d'une installation de chauffage conventionnelle. Sur ce schéma on note qu'il y a une pompe au primaire et une pompe par

circuit secondaire. Dans certaines installations la pompe au primaire est parfois supprimée mais nous

verrons plus loin que même dans ce cas l'installation avec les éjecteurs reste avantageuse. Figure 2 : Schéma de principe simplifié d'une installation de chauffage conventionelle A la figure 3, on note, que sur le schéma de principe de l'installation de chauffage avec les éjecteurs, que les pompes au secondaire ont disparu, seule demeure une grosse pompe au primaire. 4 Figure 3 : Schéma de principe simplifié d'une installation de chauffage avec éjecteurs

3.1.2 Point de vue technique

D'un point de vue calorifique la différence entre les deux types d'installations n'est due qu'aux

différents modes de fonctionnement. L'installation avec éjecteur fonctionnera à débit variable. Cela

peut être également le cas dans une installation conventionnelle, mais dans ces installations les circuits

secondaires sont, aujourd'hui encore, trop souvent équipés de pompes fonctionnant à pleine charge

toute l'année. Or, dans la plupart des cas, le fonctionnement à pleine charge n'est nécessaire que

quelques jours par an. Le fonctionnement pourrait donc, le reste du temps se faire à charge partielle.

Notons également que lorsque la charge diminue, le débit d'eau en circulation devient plus faible, ceci

signifie d'une part une plus faible température de retour et une bonne utilisation de la chaleur, d'autre

part, aux très faibles débits d'eau, une répartition non uniforme si l'on n'a pas pris soin d'équilibrer les

pertes de charge des circuits en parallèle. Dans ce cas on ne perdra pas de vue les risques de gel.

3.1.3 Point de vue économique

L'investissement

Dans l'investissement nécessaire à l'installation d'un chauffage avec hydro-éjecteurs, des frais

n'apparaissent pas par rapport à l'installation conventionnelle d'un chauffage. Ces frais sont les

suivants : - Les vannes de régulation. - Les pompes des circuits secondaires. - Le câblage des pompes du secondaire. Par contre des frais supplémentaires apparaissent, il s'agit notamment du prix de :

- Un éjecteur avec son servomoteur par circuit secondaire. Le prix d'un éjecteur étant environ de

10% supérieur à celui d'une vanne trois voies similaire.

- Le surcoût dû à la taille plus importante de la pompe. Dans certains circuits secondaires, une étude technique et économique doit montrer si, les

éjecteurs ne peuvent pas être remplacés par des pompes pour des circuits trop distants du reste de

l'installation. Dans le cas d'une distribution éloignée, la pression nécessaire au primaire n'est pas

disponible. Autrement dit, il s'agit d'effectuer une étude qui déterminera s'il est rentable d'augmenter

5 la pression de tout le système pour ce réseau marginal ou s'il vaut mieux, pour les derniers circuits,

mettre en place des pompes.

Les frais d'exploitation

La puissance de l'unique pompe de circulation primaire pour un circuit avec éjecteur, est inférieure au

total de celle des pompes prévues dans les installations classiques. Cela entraîne une économie

d'énergie électrique qui s'explique par :

- Le fait que la puissance motrice délivrée aux éjecteurs, est fournie par une seule pompe (grande

pompe possédant un rendement élevé) - Le dimensionnement précis des débits et de pertes de charge - Le rendement élevé des éjecteurs. Les frais de maintenance sont plus importants pour une installation conventionnelle du fait du

plus grand nombre de pompes. Les éjecteurs ne nécessitent pas plus de maintenance que les vannes

mélangeuses classiques.

Le bilan

Tant au niveau de l'investissement qu'au niveau des frais de fonctionnement, l'installation munie

d'éjecteurs est plus avantageuse. En effet pour l'investissement, le facteur déterminant est la

suppression des pompes au secondaire. Cela rend l'installation munie d'éjecteur systématiquement

meilleure marché. En ce qui concerne les frais de fonctionnement, comme nous l'avons vu plus haut la

somme des puissances de toutes les pompes d'une installation classique dépasse toujours la puissance

de la pompe primaire d'une installation munie d'éjecteur. Le rendement de cette pompe est meilleur

que celui des petites pompes du secondaire.

3.2 Un peu de théorie...

Le principe de fonctionnement de l'hydro-éjecteur est basé sur le théorème de Bernouilli, lequel

démontre la propriété suivante: " la pression dans une veine de liquide (en dehors de pertes de

chaleur...) en tout point constante est égale à la somme des pressions statiques et dynamiques. A

chaque niveau d'un tuyau, la pression statique peut être augmentée ou diminuée en modifiant

simplement la vitesse du fluide au moyen de variations de section de passage. Dans l'hydro-éjecteur, la

réduction de section s'obtient à travers l'orifice de passage du fluide. La section de cet orifice peut

être réduite grâce à un obturateur réglable. 6

Figure 4 : Descriptif d'un éjecteur

On définit le rapport de pression p comme étant : 03010304 PPPP Hh --==p avec P

01 : Pression au primaire sur le départ

P

03 : Pression au secondaire sur le retour

P

04 : Pression au secondaire sur le départ

h : Perte de charge au secondaire

H : Pression différentielle motrice

On définit également le facteur de mélange u comme étant : 03040401 0103
TTTT

GGu--==

La courbe P = f(u) est directement influencée par le rapport des sections d qui est : m t AA=d avec A t : section effective de la buse motrice réglée à l'aide du pointeau A m: section de la chambre de mélange A la figure 5, on montre la famille des courbes P = f(u) pour différentes valeurs de d ou différentes positions du pointeau de réglage. 7 Figure 5 : Courbes de P = f(u) pour différentes valeurs de d Ce faisceau de courbe a pour enveloppe la courbe en pointillés. Son allure est en grande partie

déterminée par les caractéristiques constructives de la chambre de mélange et du diffuseur. On note

que pour une caractéristique aplatie (d petit, pointeau plus fermé), on atteint u grand et p petit. Par

contre, une courbe pentue (d grand, pointeau très ouvert), on atteint u petit et p grand. En pratique dans

un projet de chauffage, le dimensionnement des circuits secondaires impose la perte de charge. On

arrive ainsi à la propriété suivante : plus u est choisi petit, plus la différence de pression motrice

nécessaire est petite, et réciproquement. Quand dans un circuit secondaire utilisant des éjecteurs, un certain nombre de radiateurs sont

éteints, la résistance à l'écoulement augmente. La mise à zéro des vannes thermostatiques provoque

une augmentation des pertes de charge qui se traduit par le déplacement de la courbe de perte de

charge, de x à x'. Cela entraîne la diminution du u et du débit aspiré G03, pour déboucher sur une

augmentation de la température du mélange t04. Le régulateur augmente alors la course pour diminuer

le rapport de section de d à d', jusqu'à atteindre la température initiale t04, en diminuant le débit G01.

Cette baisse du débit total G04 entraîne la réduction de la perte de charge secondaire. Ce procédé

permet d'accéder à la valeur initiale de u. Dans la pratique, cela se traduit par la limitation de la vitesse

dans les autres radiateurs. 8 Figure 6 : Evolution du point de fonctionnement en fonction des besoins

En ce qui concerne le rendement de l'éjecteur, on trouve dans la littérature, différents types de

puissances suivant l'utilisation de l'éjecteur. Cela explique les importantes variations des valeurs du

rendement. Pour une utilisation de l'éjecteur comme pompe mélangeuse, la seule définition acceptable

du rendement est : L'énergie de circulation dans le circuit secondaire : hGGN*)(03012+=

L'énergie d'entraînement du fluide moteur :

HGN011=

Le rendement s'écrit : ph)1()(

010301

12 uHGhGG

NN+=+==

La figure 7 ci-dessous montre la courbe du rendement ainsi définit.

Figure 7 : Courbe de rendement d'un éjecteur

Le choix d'un éjecteur se fait à partir du catalogue du fabricant en fonction de la pression

différentielle nécessaire, de la perte de charge de l'installation, de la puissance thermique et enfin du

rapport de températures.

9 4 CONCLUSION

L'utilisation d'hydro-éjecteur dans une installation de chauffage permettrait de réaliser des économies

significatives. L'étude préalable devra être plus minutieuse et la mise au point plus soignée que pour

une installation conventionnelle. Le bon équilibrage d'un réseau alimenté par des éjecteurs est

primordial pour un fonctionnement correct à tous les régimes. Dans le cas d'une rénovation avec

l'utilisation d'anciennes parties de réseaux de distribution, l'opération devient plus délicate. Cependant

cette solution devrait être prise en compte et étudiée pour des projets futurs. A terme, une installation

pilote devrait être menée à bien afin de pouvoir juger concrètement des avantages et inconvénients

énoncés ici.

quotesdbs_dbs9.pdfusesText_15