Echangeur thermique et recirculation

Conception / Architecture / Mise en oeuvre
Kallysto
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Echangeur thermique et recirculation

Message par Kallysto »

Salut !

J'ai besoin d'aide pour définir un principe de fonctionnement

Contexte

J'ai des machines de traitement d'air qui sont équipées d'échangeur thermique et de recirculation. L'objectif est de les utiliser au maximum pour avoir le plus possible "de chauffage et de climatisation gratuite".

Le problème c'est que c'est une énorme usine à gaz et que, même si ça marche, j'ai un des ingé qui "comprend pas" et les autres qui sont en mode "nan mais t'inquiète ça marche son truc. Je sais pas trop pourquoi comment mais ça marche".
Mais indépendamment de ça, je souhaiterais simplifier pour la programmation et pour la compréhension des sous traitant.

Présentation fonctionnement

Donc voici dans un premier temps un schéma de la bête, j'ai enlevé tout ce qui ne nous concerne pas en capteur et actionneur :

Image
CTA.png
En vert vous avez l'arrivée d'air neuf, en jaune la reprise d'air dans le bâtiment, en marron l'air extrait, et en bleu l'air soufflé dans le bâtiment.

Voici comment ça marche :
Je régule une consigne de température ambiante (mesure STT30).
Pour cela, j'ai 2 consignes : une minimale et une maximale qui sont calculées en fonction de si je suis en mode occupation, inoccupation ou ECO (inoccupation totale et longue du bâtiment)
Pour simplifier, on va dire que j'ai une consigne minimum à 21°C et une maximale à 26°C.

En fonction de ces consignes d'ambiance et de la mesure de la température ambiante, j'autorise ou pas certains actionneurs. Dans les faits, j'autorise le chauffage uniquement si je suis en dessous de ma consigne minimale et je maintiens cette autorisation jusqu'à ce que je sois en condition d'autoriser le refroidissement. Et j'autorise le refroidissement quand ma température ambiante est au dessus de ma consigne maximale d'ambiance. Et pareillement cette autorisation de fonctionnement est maintenu jusqu'à ce que je sois dans les conditions d'autoriser le chauffage.
En gros c'est un hystérésis : Un équipement est autorisé tant que les conditions pour ne plus l'autoriser ne sont pas atteintes.

Et en fonction de la consigne d'ambiance actuelle (21°C ou 26°C) et de la mesure de la température ambiante, je calcule via un régulateur PI (en mode "chauffage" si T° ambiante < consigne minimum, en mode "refroidissement" si T° ambiante > consigne maximum) une consigne de température de soufflage. Cette consigne de soufflage me sert ensuite aux pilotages des actionneurs via un régulateur PI par actionneur.
Pour limiter les fonctionnements "contre productifs", ma consigne de soufflage est limitée en mode chauffage entre ma consigne d'ambiance minimale et 32°C et en mode refroidissement entre 16°C et ma consigne d'ambiance maximale.

En gros, ça donne ceci si on schématise :
régulation.PNG
Jusque là tout va bien, si si je vous jure

Là où ça coince Suite aux commentaires, je refais cette partie, pas très claire

Maintenant là où ça coince, c'est la gestion de la récupération d'énergie.
La récupération d'énergie est faite via 2 moyen :
Un échangeur à plaques avec un système de bypass piloté via un volet VRE11 (ouverture 0 à 100%).
En gros un échangeur c'est un ensemble de petits tunnels, on fait passer l'air extrait de la pièce dans les tunnels métalliques. Le métal est donc mis à une température similaire à celle de l'air extrait. Ensuite contre ces tunnels, on fait passer l'air extérieur qui est chauffé ou refroidit par le métal.
On arrive à obtenir des rendements de 70% à 90% avec ce système : par exemple, en hiver pour une température extérieure de 5°C et une température intérieure de 21°C, pour des débits identique, on obtiendra une température en sortie de 5+(21-5)*0.7 = 16,2°C

Pour piloter mon registre de bypass échangeur VRE11, j'ai donc un régulateur PI qui compare ma consigne de température de soufflage et ma sonde de mélange STT15. Je le mets en mode direct ou en inverse en fonction de si la température extérieure (STT10) est plus chaude ou plus froide que la température ambiante (STT40).

Ensuite, il y a le registre de recyclage : plus il est ouvert plus on réinjecte de l'air extrait de la pièce dans la pièce.

Voilà en gros le sens de passage de l'air :
cta2.png
La principale difficulté réside dans le fait que j'ai qu'une seule sonde de température (STT15) pour les 2 registres. Et c'est pas possible d'en ajouter une autre... on est pauvre dans le bâtiment et une PT1000 ça coûte au moins 40€ ! :o
Blague à part, bien souvent ça serait impossible de mettre une sonde qui ne mesure que l'air en sortie de l'échangeur car échangeur et recyclage sont trop proches.

L'objectif est de se rapprocher au maximum de la consigne de température de soufflage pour ne pas utiliser le chauffage et le refroidissement. En gros, si dedans il fait 18°C et que dehors il fait 20°C, et qu'on veut 20°C on ouvre la fenêtre au lieu d'allumer le chauffage. Le nom barbare pour se la jouer classe de ce truc c'est le "freeheating". En été, on fait l'inverse avec le freecooling.

Et donc mon soucis c'est que j'ai une énorme usine à gaz pour gérer ces deux trucs. ça marche, mais personne comprend pourquoi comment. Et parait que c'est pas cool.
J'arrive pas à la simplifier, donc on sait jamais si vous avez des idées différentes des miennes, je prends.

Merci pour l'aide,

C'est plus clair ?
Modifié en dernier par Kallysto le 04 oct. 2021, 11:16, modifié 2 fois.
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Re: Echangeur thermique et recirculation

Message par Béryl »

Oh la vache ! :o
Mais t'as pas des moteurs, des vérins, des cellules photo, des détecteurs inductifs, des vannes à la limite (ah oui, y'en a !) enfin des trucs normaux, quoi ?!
J'ai l'impression d'être reparti 30 ans en arrière, devant le rétroprojecteur et son ventilo qui ronfle avec les copains qui se regardent tous en se demandant si l'autre a pigé ou pas !
Parce que là, c'est violent pour les 2 neurones qui me restent !
Oui j'avoue, j'ai pas tout compris... et c'est un euphémisme :oops:

Sinon, tu fais de vachement beaux dessins ! :D
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Re: Echangeur thermique et recirculation

Message par itasoft »

Je pilote ces actionneurs via des régulateur PID qui ont en entrée la consigne de soufflage et la mesure de température de mélange STT15.
----------
c'est bien, mais avec la sortie du PID tu fais quelle action sur l'actionneur ?
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Re: Echangeur thermique et recirculation

Message par fish »

Salut,
Tout comme Béryl, rien pigé, mais bon c'est pas mon boulot !!! :D
Pour info, chez Schneider, y a un service en contrôle avancé (peu connu c'est vrai) avec des gus (c'est féminin et masculin gus, non ? ;) )qui touchent leur canette en régulation. Pour avoir déjà travaillé avec eux, des tronches...
Modifié en dernier par fish le 30 sept. 2021, 18:26, modifié 1 fois.
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Re: Echangeur thermique et recirculation

Message par itasoft »

slts,
gus c'est masculin au Féminin c'est gueuse,
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Re: Echangeur thermique et recirculation

Message par fish »

:)
itasoft a écrit : 30 sept. 2021, 17:21 slts,
gus c'est masculin au Féminin c'est gueuse,
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Re: Echangeur thermique et recirculation

Message par Kallysto »

Béryl a écrit : 30 sept. 2021, 16:50 Oh la vache ! :o
Mais t'as pas des moteurs, des vérins, des cellules photo, des détecteurs inductifs, des vannes à la limite (ah oui, y'en a !) enfin des trucs normaux, quoi ?!
J'ai l'impression d'être reparti 30 ans en arrière, devant le rétroprojecteur et son ventilo qui ronfle avec les copains qui se regardent tous en se demandant si l'autre a pigé ou pas !
Parce que là, c'est violent pour les 2 neurones qui me restent !
Oui j'avoue, j'ai pas tout compris... et c'est un euphémisme :oops:

Sinon, tu fais de vachement beaux dessins ! :D
Ha mais j'ai des vannes si tu veux !
Sur la batterie chaude et la batterie froide : ce sont des radiateurs à eau chaude et eau glacée (7/12°C en général)
itasoft a écrit : 30 sept. 2021, 17:09 Je pilote ces actionneurs via des régulateur PID qui ont en entrée la consigne de soufflage et la mesure de température de mélange STT15.
----------
c'est bien, mais avec la sortie du PID tu fais quelle action sur l'actionneur ?
Les volets d'air (appelés registres) qui me servent à bypasser l'échangeur à plaque (VRE11 sur mon schéma) ou à reprendre l'air qu'on extrait d ela pièce via le volet d'air VRE30.

Et donc avec mon régulateur PI de bypass de l'échangeur j'ouvre où je ferme VRE11 :
PI à 0% ->0V -> fermé, passage d el'air à 100% par l'échangeur
100% -> 10V -> ouvert, passage de l'air à 100% par le bypass
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Re: Echangeur thermique et recirculation

Message par Kallysto »

fish a écrit : 30 sept. 2021, 17:18 Salut,
Tout comme Béryl, rien pigé, mais bon c'est pas mon boulot !!! :D
Pour info, chez Schneider, y a un service en contrôle avancé (peu connu c'est vrai) avec des gus (c'est féminin et masculin gus, non ? ;) )qui touchent leur canette en régulation. Pour avoir déjà travaillé avec eux, des tronches...
Ouais mais si je leur dis que c'est pour programmer sur du SAIA, ils risquent de tirer un peu la tronche ! :lol:
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Re: Echangeur thermique et recirculation

Message par DurandO »

Bonjour,
Kallysto a écrit : 30 sept. 2021, 15:54 Le problème c'est que c'est une énorme usine à gaz et que, même si ça marche, j'ai un des ingé qui "comprend pas" et les autres qui sont en mode "nan mais t'inquiète ça marche son truc. Je sais pas trop pourquoi comment mais ça marche".
On ait pas toujours bien entouré de compétences.
Les ingé d'aujourd'hui n'ont plus grand chose à voir avec les ingé d'hier.
On subit cela tous les jours...

Pour ton principe, je n'ai pas tout compris : ce n'est pas mon domaine et je ne suis pas ingénieur!
Rassures-moi, lorsque le bâtiment est occupé, l'air tempéré du bâtiment V-ETA (vicié) n'est pas réinjecté mais on en récupère les calories pour réchauffer l'air entrant ?

Pour la régulation de chauffage, pour moi, plus la diff T° entre air Bâtiment - air entrant est importante, plus le chauffage doit être dynamique (réactif).
C'est ce que je fais sur ma chaudière à fioul : j'augmente ma consigne corps de chauffe par grand froid et la réduit en hiver moins rude.

Après,en mode ECO, le bâtiment n'étant plus occupé, l'air Bâtiment peut être réinjecté partiellement si possible (sans passer par échangeur) pour limiter la perte des calories dues à l'échangeur.
Ce n'est qu'un avis personnel, rien de scientifique.
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Re: Echangeur thermique et recirculation

Message par fish »

Kallysto a écrit : 01 oct. 2021, 09:31
fish a écrit : 30 sept. 2021, 17:18 Salut,
Tout comme Béryl, rien pigé, mais bon c'est pas mon boulot !!! :D
Pour info, chez Schneider, y a un service en contrôle avancé (peu connu c'est vrai) avec des gus (c'est féminin et masculin gus, non ? ;) )qui touchent leur canette en régulation. Pour avoir déjà travaillé avec eux, des tronches...
Ouais mais si je leur dis que c'est pour programmer sur du SAIA, ils risquent de tirer un peu la tronche ! :lol:
Détrompes-toi, ils s'en foutent, déjà vu sur du Rockwell... L'important c'est de mettre en place le bon système de régulation, d'instrumentation et de mesures....
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