sujet Épreuve E21 - BAC PRO TISEC - Eduscol
Dès que le sujet vous est remis, assurez-vous qu'il est complet. ... Seul le dossier
réponses est à rendre à la fin de l'épreuve, agrafé à la copie d'examen. .... De la
réglementation thermique RT 2005 (Dossier Ressources : Annexe I pages 5/17 ...
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SESSION 2015
BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL
TECHNICIEN EN INSTALLATION
DES SYSTEMES ENERGETIQUES
ET CLIMATIQUES
EPREUVE U 21-
Analyse scientifique et technique dune installation
Durée : 4 h 00 - Coefficient : 3
Dès que le sujet vous est remis, assurez-vous quil est complet.
Cette épreuve comporte trois dossiers :
le dossier sujet pages 1/9 à 9/9.
le dossier ressources pages 1/17 à 17/17.
le dossier réponses pages 1/11 à 11/11.
Seul le dossier réponses est à rendre à la fin de lépreuve, agrafé à la copie dexamen.
Lusage de la calculatrice est autorisé (circulaire n°99-186 du 16 novembre 1999).
BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL TECHNICIEN EN INSTALLATIONSUJETSESSION 2015DES SYSTEMES ENERGETIQUES ET CLIMATIQUESEpreuve : E21 Analyse scientifique et technique dune installationCode : 1509 TIS TPage : 1/1
DOSSIER SUJET
Dossier sujetDossierDossierTempsressourcesréponsesconseilléQuestion1°/ réglementationAnnexe 1DR I40 minn° 1thermiquePage 5/17
Page 3/9Question2°/ analyse deAnnexe 2DR IIcombustionPages25 minn° 2Page 7/17Page 4/93,4/11
Question3°/ hydrauliqueAnnexe 3DR IIIPages35 minn° 3Page 5/9Page 9/174,5/11Question4°/ traitementAnnexe 4DR IVdeau30 minn° 4Page 11/17
Page 6/9Question5°/ aérauliqueAnnexe 5DR V25 minn° 5Page 7/9Page 13/17
Question6°/ climatisationAnnexe 6DR VIPages45 minn° 6Page 8/9Page 15/178,9/11Question7°/ froidAnnexe 7DR VIIPages40 minn° 7Page 9/9Page 16/1710,11/11
BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL TISECDossierTechnicien en Installation des Systèmes Énergétiques etCode : 1509 TIS TSession 2015SUJETClimatiquesE.21 ÉPREUVE TECHNIQUEDurée : 4hCoefficient : 3Page 1 / 9Analyse scientifique et technique dune installation PRESENTATION GENERALE :
Le présent document a pour objet lexécution de travaux de chauffage, ventilation, climatisation réalisés en 2008 pour lopération :
RENOVATION, RESTRUCTURATION, EXTENSION
DU LYCEE LE CORBUSIER
A CORMEILLES EN PARISIS (95240)
Le bâtiment, construit dans les années 80, doit répondre à de nouvelles normes de consommations énergétiques suite au Grenelle de lenvironnement. Le projet sinscrit dans le cadre de la réglementation thermique. A la date du dépôt du permis de construire et à la fin des travaux, cest lapplication de la RT 2005 qui est prise en compte dans cette restructuration réalisée en 2008.
Pour répondre au label «Très Haute Performance Energétique », vous devez proposer des solutions pour améliorer les performances des systèmes énergétiques déjà présents dans le bâtiment.
Conditions de base du projet :
Conditions extérieures de base hiver : -7°C / 90%
Conditions extérieures de base été : 32°C / 40%
Température ambiante des locaux :
sanitaires élèves : 16°C
vestiaires : 19°C
vestiaires avec douches : 22°C
salles de cours : 20°C
circulations, hall : 16°C
Températures fluides :
circuit primaire : 70/50°C
circuit secondaire : 70/50°C
Renouvellement dair :
La ventilation des locaux sera conforme au règlement sanitaire départemental.
BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL TISECDossierTechnicien en Installation des Systèmes Énergétiques etCode : 1509 TIS TSession 2015SUJETClimatiquesE.21 ÉPREUVE TECHNIQUEDurée : 4hCoefficient : 3Page 2 / 9Analyse scientifique et technique dune installation I) REGLEMENTATION THERMIQUE
Contexte professionnel :
Lors de la rénovation du lycée réalisée en 2008, la règlementation thermique RT 2012 était en application. Vous avez la charge de vérifier et de mettre en conformité le projet pour garantir la certification HQE.
Vous disposez :
De la démarche HQE (Dossier Ressources : Annexe I page 5/17).
De la réglementation thermique RT 2005 (Dossier Ressources : Annexe I pages 5/17 et 6/17).
Dun extrait du CCTP (Dossier Ressources : Annexe I page 6/17).
Vous devez (travail demandé) :Réponse sura)Dans le cadre de la démarche HQE, rechercher les cibles du lycéeDR I, page 2qui font lobjet dune certification très performante.b) Daprès les résultats de la consommation conventionnelleDR I, page 2dénergie, le Cep projet doit être inférieur au Cepréf. Justifier laconformité du projet au regard du label THPE.c)Expliquer les principes de base des échanges thermiques duneDR I, page 2paroi composée.d)Déterminer le coefficient U du mur extérieur et commenter votreDR I, page 2réponse sur lamélioration de lisolation du bâtiment.
BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL TISECDossierTechnicien en Installation des Systèmes Énergétiques etCode : 1509 TIS TSession 2015SUJETClimatiquesE.21 ÉPREUVE TECHNIQUEDurée : 4hCoefficient : 3Page 3 / 9Analyse scientifique et technique dune installation II) ANALYSE DE COMBUSTION
Contexte professionnel :
Dans ce contexte environnemental du Grenelle de lenvironnement, vous analysez la combustion du gaz naturel pour limiter les risques de polluants dans latmosphère et contrôlez le débit du gaz pour éviter toute surconsommation énergétique.
La chaudière étudiée est la chaudière acier haut rendement à condensation de marque : De Dietrich Type : C310 - 570 Eco.
Vous disposez (condition ressources) :
des caractéristiques du gaz naturel (dossier Ressources : Annexe II page 7/17).
des caractéristiques techniques de la chaudière (dossier Ressources : Annexe II pages 7/17 à 9/17).
Vous devez (travail demandé) :Réponse sura) A laide des caractéristiques de la chaudière, déterminerlesDR II, page 3différents polluants contenus dans la combustion du gaz naturel etidentifier les risques sur la santé et lenvironnement.b)Equilibrer les équations de combustion du méthane et de léthaneDR II, page 3contenus dans le gaz naturel.c) Positionner le point de combustion sur le diagramme.DR II, page 3, 4Analyser le type de combustion.Teneur en CO2 : 7%Teneur en O2 : 7%Justifier et commenter vos réponses sur la qualité de lacombustion.d) A partir de données inscrites sur le schéma SG2, déterminer leDR II, page 3débit de gaz absorbé au brûleur pour une température moyenne de70°C et commenter votre réponse en rapport avec la valeurannoncée dans la documentation technique.Rappel : P brûleur = P chaudière /Rappel : P brûleur = Qv × PCI
BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL TISECDossierTechnicien en Installation des Systèmes Énergétiques etCode : 1509 TIS TSession 2015SUJETClimatiquesE.21 ÉPREUVE TECHNIQUEDurée : 4hCoefficient : 3Page 4 / 9Analyse scientifique et technique dune installation
III) HYDRAULIQUE
Contexte professionnel :
Vous devez analyser le réseau secondaire « circuit radiateur de lenseignement technique » pour permettre une intervention sur une vanne de réglage de type T.A STAFF 65.
Vous disposez :
du schéma de principe de la chaufferie (dossier Ressources : SG2 page 3/17)
des caractéristiques de la vanne 3 Voies + des abaques. (Dossier Ressources : Annexe III pages 9/17 et 10/17)
Vous devez (travail demandé) :Réponse sura)A partir de données inscrites sur le schéma SG2,DR III, page 4déterminer la perte de charge du réseau circuit radiateur delenseignement technique.Déterminer le KV de la V3V.b)Déterminer la perte de charge de la V3V VXG 44.40-25.DR III, page 4Calculer lautorité de cette V3V.c) Rechercher le nombre de tours à régler sur la vanne T.A STAFF 65.DR III, page 5d)Sur le schéma de principe, repérer dune couleur bleue le circuit àDR III, page 5débit variable.
BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL TISECDossierTechnicien en Installation des Systèmes Énergétiques etCode : 1509 TIS TSession 2015SUJETClimatiquesE.21 ÉPREUVE TECHNIQUEDurée : 4hCoefficient : 3Page 5 / 9Analyse scientifique et technique dune installation IV) TRAITEMENT DEAU
Contexte professionnel :
Daprès le CCTP et la documentation technique, vous recherchez les dimensions de ladoucisseur à installer dans le lycée pour traiter leau de linternat en vue du raccordement de celui-ci.
Vous disposez :
dun cahier des clauses techniques particulières (dossier Ressources : Annexe IV page 11/17).
dune documentation technique « Permo » (dossier Ressources : Annexe IV page 12/17).
dun schéma de principe (dossier Ressources : SG3 page 4/17).
Vous devez (travail demandé) :Réponse sura)Rechercher les caractéristiques de ladoucisseur à installer.DR IV, page 6b)A partir de la documentation technique et du CCTP, choisir le typeDR IV, page 6de programmateur pour ladoucisseur qui sadapte au mieux à lademande.c)Dans le cadre de la réalisation du raccordement hydraulique deDR IV, page 6ladoucisseur, comme sur le document technique PERMO,rechercher la hauteur de raccordement de lentrée et de la sortiedeau ainsi que le dégagement à prévoir au mur.d)Expliquer le rôle de la vanne de réglage du TH (titreDR IV, page 6hydrotimétrique).e)A partir du CCTP, représenter sur le schéma de principe de laDR IV, page 6demi-pension, les manchettes témoins manquantes.
BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL TISECDossierTechnicien en Installation des Systèmes Énergétiques etCode : 1509 TIS TSession 2015SUJETClimatiquesE.21 ÉPREUVE TECHNIQUEDurée : 4hCoefficient : 3Page 6 / 9Analyse scientifique et technique dune installation V) AERAULIQUE
Contexte professionnel :
Léquilibrage correct dun réseau aéraulique entraîne une baisse des consommations énergétiques. Pour satisfaire la démarche du Grenelle de lenvironnement, vous devez régler les registres déquilibrage du réseau aéraulique des salles de cours et vérifier les performances du ventilateur.
Vous disposez :
dun plan du réseau aéraulique (dossier Ressources : SG1 page 2/17).
dun cahier des clauses techniques particulières (dossier Ressources : Annexe V page 13/17).
dun abaque de perte de charge (dossier Ressources : Annexe V page 14/17).
Vous devez (travail demandé) :Réponse sura) Rechercher les caractéristiques des registres déquilibrage etDR V, page 7interpréter physiquement vos résultats en fonction des données duCCTP.b) A laide de labaque de PDC, choisir un diamètre de gaine pourDR V, page 7chaque conduit de bouche.
BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL TISECDossierTechnicien en Installation des Systèmes Énergétiques etCode : 1509 TIS TSession 2015SUJETClimatiquesE.21 ÉPREUVE TECHNIQUEDurée : 4hCoefficient : 3Page 7 / 9Analyse scientifique et technique dune installation VI) CLIMATISATION
Contexte professionnel :
Suite à un problème de corrosion sur la batterie froide de la CTA qui climatise une partie des salles de cours du lycée, vous devez déterminer sa puissance et la sélectionner pour effectuer son remplacement.
Vous disposez (condition ressources) :
dun plan du réseau aéraulique (dossier Ressources : SG1 page 2/17).
dun cahier des clauses techniques particulières (dossier Ressources : Annexe VI page 15/17).
dune symbolisation (dossier Ressources : Annexe VI page 15/17).
Vous devez (travail demandé) :Réponse sura)A partir du CCTP et du schéma de la CTA, représenter le schémaDR VI, page 8de principe de la centrale de traitement dair.b)A partir du CCTP, tracer lévolution de lair au travers de la batterieDR VI, page 8,9froide humide et compléter le tableau.c) A partir du schéma de principe, déterminer la puissance de laDR VI, page 8batterie froide et son efficacité, puis commenter la valeur de votrepuissance.d)Choisir le type de batterie froide à installer dans la CTA pour unDR VI, page 8régime deau froide 7°/12°C.(si la question C nest pas traitée prendre une puissance de 14kW)
BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL TISECDossierTechnicien en Installation des Systèmes Énergétiques etCode : 1509 TIS TSession 2015SUJETClimatiquesE.21 ÉPREUVE TECHNIQUEDurée : 4hCoefficient : 3Page 8 / 9Analyse scientifique et technique dune installation VII) FROID
Contexte professionnel :
Vous intervenez sur linstallation frigorifique du lycée qui fonctionne au R410a. Le groupe froid alimente en eau glacée plusieurs batteries froides de CTA. Votre mission est de régler le pressostat HP de sécurité de type KP6B pour éviter tout redémarrage intempestif, de contrôler la puissance frigorifique en adéquation avec le CCTP et didentifier les risques de ce fluide en cas de fuite.
Vous disposez (condition ressources) :
dune documentation sur les fluides frigorigènes (dossier Ressources : Annexe VII page 16/17).
dune documentation technique sur les pressostats (dossier Ressources : Annexe VII page 17/17).
Vous devez (travail demandé) :Réponse sura)Rechercher les caractéristiques du pressostat HP de sécurité deDR VII, page 9type KP6B.b)Choisir un réglage approprié pour un réarmement manuel duDR VII, page 9pressostat HP de sécurité.c)Afin de déterminer la puissance frigorifique, tracer le cycleDR VII, page 10frigorifique à laide des relevés effectués.d)Déterminer la puissance frigorifique.DR VII, page 10e)Suite au Grenelle de lenvironnement, énoncer les consignesDR VII, page 10dutilisation afin de préserver lenvironnement.f)Identifier les risques du R410a sur lenvironnement ainsi que sesDR VII, page 10avantages et inconvénients thermodynamiques.
BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL TISECDossierTechnicien en Installation des Systèmes Énergétiques etCode : 1509 TIS TSession 2015SUJETClimatiquesE.21 ÉPREUVE TECHNIQUEDurée : 4hCoefficient : 3Page 9 / 9Analyse scientifique et technique dune installation
DOSSIER RESSOURCES
BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL TISECCode : 1509 TIS TSession 2015DossierRESSOURCESTechnicien en Installation des Systèmes Énergétiques et ClimatiquesE.21 ÉPREUVE TECHNIQUEDurée : 4hCoefficient : 3Page 1 / 17Analyse scientifique et technique dune installation
EXTRACTION
SCHEMA DE PRINCIPE DE LA CENTRALE DE TRAITEMENT DAIR
SG1
Bouche 4
AIR NEUF
Bouche 2
Bouche 3
Bouche 1Débit deau dela batterie
BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL TISECCode : 1509 TIS TSession 2015DossierRESSOURCESTechnicien en Installation des Systèmes Énergétiques et ClimatiquesE.21 ÉPREUVE TECHNIQUEDurée : 4hCoefficient : 3Page 2 / 17Analyse scientifique et technique dune installation
SCHEMA DE PRINCIPE DE LA CHAUFFERIE
SG2
BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL TISECCode : 1509 TIS TSession 2015DossierRESSOURCESTechnicien en Installation des Systèmes Énergétiques et ClimatiquesE.21 ÉPREUVE TECHNIQUEDurée : 4hCoefficient : 3Page 3 / 17Analyse scientifique et technique dune installation
SCHEMA DE PRINCIPE DE LA PRODUCTION DEAU CHAUDE SANITAIRE
SG3
BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL TISECCode : 1509 TIS TSession 2015DossierRESSOURCESTechnicien en Installation des Systèmes Énergétiques et ClimatiquesE.21 ÉPREUVE TECHNIQUEDurée : 4hCoefficient : 3Page 4 / 17Analyse scientifique et technique dune installation
ANNEXE IANNEXE ILA DEMARCHE HQERéglementation thermique RT 2005
Présentation
La démarche HQE vise à améliorer la qualité environnementale des bâtiments neufs et existants, cest-à-dire à offrir des ouvrages sains et confortables dont les impacts sur lenvironnement, évalués sur lensemble du cycle de vie, sont les plus maîtrisés possibles. Cest une démarche doptimisation multicritère qui sappuie sur une donnée fondamentale : un bâtiment doit avant tout répondre à un usage et assurer un cadre de vie adéquat à ses utilisateurs.
Dans une démarche HQE, peut-on traiter seulement quelques cibles ?
Non, lensemble des 14 cibles doit être pris en compte. Leur niveau de performance dépend du contexte, des ambitions du maître douvrage et de léconomie globale du projet.
Certification du lycée
La démarche HQE et
. la performance énergétique
Cet enjeu est couvert par la cible 4 qui est calée sur les labels réglementaires de performance énergétique. Le niveau minimal exigé par la démarche HQE va donc nécessairement au-delà du niveau réglementaire applicable. Dores et déjà, les bâtiments appliquant la démarche HQE doivent être au niveau du label BBC et certains projets revendiquent même dêtre des bâtiments à énergie positive.
Le principe de cette réglementation repose sur la comparaison des performances (consommation Cep et température Tic) dun bâtiment dit de référence (dont les équipements et les paramètres sont fixés) et celles du projet réel. En supplément, certains équipements (les fenêtres par exemple) ne doivent en aucun cas dépasser certaines valeurs dites « garde-fous ».
La vérification du niveau de performance du projet nécessite lutilisation de logiciels qui appliquent les règles de calcul Th-CE.
Elle comprend principalement :
Le calcul des coefficients Ubât (coefficient moyen de déperdition par les parois et les baies du bâtiment [W/m².K]), Cep (consommation conventionnelle dénergie primaire [kWh/m² shon/an]), Tic (température intérieure conventionnelle [°C]),
La vérification du respect du niveau minimal disolation et des performances minimales des équipements de chauffage et production ECS.
Résultat de létude thermique du bâtiment
Le principe du label « haute performance énergétique »
Le label « haute performance énergétique » atteste que le bâtiment respecte un niveau de performance énergétique globale supérieur à l'exigence réglementaire, vérifié grâce à des modalités minimales de contrôle.
BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL TISECCode : 1509 TIS TSession 2015DossierRESSOURCESTechnicien en Installation des Systèmes Énergétiques et ClimatiquesE.21 ÉPREUVE TECHNIQUEDurée : 4hCoefficient : 3Page 5 / 17Analyse scientifique et technique dune installation
ANNEXE I ANNEXE I
Ce label comprend cinq niveaux (ci-dessous un extrait de trois niveaux) :
HPE 2005 pour les constructions dont les consommations conventionnelles sont inférieures d'au moins 10% par rapport à la consommation de référence RT 2005 et pour l'habitat dau moins 10% par rapport à la consommation maximale autorisée.
THPE 2005 pour les constructions dont les consommations conventionnelles sont inférieures d'au moins 20% par rapport à la consommation de référence RT 2005 et pour l'habitat d'au moins 20% par rapport à la consommation maximale autorisée.
HPE EnR 2005, basé sur les exigences du label HPE 2005 accompagnées d'exigences sur l'installation d'équipements d'énergie renouvelable :
Soit le chauffage, et éventuellement la production d'eau chaude sanitaire, sont assurés par une chaudière utilisant la biomasse, et en particulier le bois ;
Soit, le bâtiment est raccordé à un réseau de chaleur alimenté par au moins 60 % de bois ou de biomasse, ce qui apporte une réponse aux collectivités territoriales qui font des efforts pour produire de la chaleur avec des combustibles renouvelables.
Extrait du CCTP
Caractéristiques thermiques du bâtiment :
Les caractéristiques thermiques de lenveloppe (parois et vitrage) du projet sont réalisées sur la base des prescriptions de la RT 2005 en tenant compte des objectifs visés pour la certification HQE.
Lisolation est de type extérieur à faible pont thermique et permet de favoriser linertie thermique du bâtiment. Les ponts thermiques sont traités au maximum et notamment en assurant la continuité systématique de lisolation.
Les caractéristiques des isolations principales des parois à respecter sont :
-Mur extérieurUp = 0.36 W/m².K-Toiture terrasseUp = 0.20 W/m².K- Plancher bas sur extérieurUp = 0.27 W/m².K
Détermination du coefficient de transmission thermique U en (W/m²K)
Rsi et Rse s'expriment en [m²K/W]
Rsi = 1/hi (VOIR TABLEAU CI-DESSOUS) Rse = 1/he (VOIR TABLEAU CI-DESSOUS) e = épaisseur du matériau en [m]
= Lambda du matériau en [W/m.K]
Conductivité thermique des isolants
On évalue le pouvoir isolant dun matériau par :
Sa conductivité thermique : le coefficient Lambda qui exprime la quantité de chaleur traversant en 1 seconde 1 mètre de matériaux homogènes pour un écart de température de 1°C entre ses deux faces. Le coefficient Lambda sexprime en W/m.K. Plus sa valeur est petite, plus le matériau est isolant.
MATERIAULambda (W/m.K)MATERIAULambda (W/m.K)polyuréthane0.025pierre de parement0.038polystyrène extrudé0.03lame dair0.024laine de verre0.045béton plein1.75
BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL TISECCode : 1509 TIS TSession 2015DossierRESSOURCESTechnicien en Installation des Systèmes Énergétiques et ClimatiquesE.21 ÉPREUVE TECHNIQUEDurée : 4hCoefficient : 3Page 6 / 17Analyse scientifique et technique dune installation
ANNEXE IIANNEXE IICaractéristique du combustibleChaudière C310-570 eco
Les chaudières gaz sont alimentées depuis un poste de détente par du gaz naturel composé majoritairement de méthane CH4 et déthane C2H6. Son PCI est de 10.2 kWh/m³(N).
Composition volumique du gaz naturel :
méthaneéthanepropanebutanediazoteCH4C2H6C3H8C4H10N297.3 %2.1 %0.2 %0.1 %0.3 %
Exemple déquilibrage du gaz de propane C3H8
- il faut autant datomes du côté réactif comme du côté produit (il est possible dobtenir un nombre à virgule dans ce cas, l exprimer en fraction).
RéactifProduitC3H8 + ___ [02 + 3.76 N2]: ___ CO2 + ___ H20 + ___ N2C3, signifie 3 atomes de carbone: C, signifie 1 atome de carboneIl faut 3 atomes de carbone côté produit pour obtenir le même nombre qu en réactif
H8, signifie 8 atomes d hydrogène : H2, signifie 2 atomes d hydrogène
Il faut 4 atomes d hydrogène côté produit pour obtenir le même nombre qu en réactif (4 × 2 = 8)
02, signifie 2 atomes d oxygène : 3 CO2 + 4 H20 signifie (3 × 2 = 6) + (4× 1) = 10 atomes
Il faut 5 atomes d oxygène côté réactif pour obtenir le même nombre qu en produit (10 / 2 = 5)
5 × 3.76 N2 signifie 37.6 atomes azote (5 × 3.76 × 2 = 37.6): N2, signifie 2 atomes d azoteIl faut 18.8 atomes d azote (37.6/2) côté produit pour obtenir le même nombre qu en réactifConclusion :C3H8 + 5 [02 + 3.76 N2] : 3 CO2 + 4H20 + 18.8 N2
BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL TISECCode : 1509 TIS TSession 2015DossierRESSOURCESTechnicien en Installation des Systèmes Énergétiques et ClimatiquesE.21 ÉPREUVE TECHNIQUEDurée : 4hCoefficient : 3Page 7 / 17Analyse scientifique et technique dune installation
ANNEXE II ANNEXE II
Réglage du rapport air/ gaz
BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL TISECCode : 1509 TIS TSession 2015DossierRESSOURCESTechnicien en Installation des Systèmes Énergétiques et ClimatiquesE.21 ÉPREUVE TECHNIQUEDurée : 4hCoefficient : 3Page 8 / 17Analyse scientifique et technique dune installation
ANNEXE II ANNEXE III
Le coefficient caractéristique hydraulique (Kv)
Ce coefficient définit la capacité de débit, pour une course donnée (H), d'une vanne traversée par un fluide.
Le coefficient hydraulique : Kv sexprime en [m³/h]
Le débit deau dans le réseau : Q sexprime en [m³/h]
La perte de charge du réseau à débit variable : ûPr s exprime en [bar]
La formule générale de calcul du coefficient caractéristique hydraulique (Kv) est :
ûPr = (Q/Kv)²
Autorité de la vanne
Pour sélectionner la vanne 3 voies, on utilise la connaissance de sa perte de charge interne, que l'on compare à la perte de charge à plein débit de la partie du réseau à débit variable.
On peut ainsi déterminer un rapport que l'on nomme "autorité" (A) ou (a) :
Par expérience et pour obtenir de bonnes possibilités de réglage, on considère que l'on doit obtenir la relation :
Une "autorité" de 0,5 est généralement recherchée, car elle correspond à l'égalité des pertesde charges dans la vanne trois voies et celles du réseau à débit variable.BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL TISECCode : 1509 TIS TSession 2015DossierRESSOURCESTechnicien en Installation des Systèmes Énergétiques et ClimatiquesE.21 ÉPREUVE TECHNIQUEDurée : 4hCoefficient : 3Page 9 / 17Analyse scientifique et technique dune installation
ANNEXE III
ABAQUE DE PERTE DE CHARGE
Exemple :
Pour un débit de 3 m³/h traversant une vanne de DN 20 la perte de charge (ûPv) de la vanne sera de 0.25 bar
ANNEXE III
ABAQUE DE REGLAGE : VANNE STAF DN65
Exemple :
Tracer une ligne entre votre débit déterminé, 27 [m³/h] et le Kv (déterminé par calcul : 52 [m³/h]) ou votre PDC : 2.5 [mce].
Tracer ensuite une ligne horizontale partant de votre Kv jusqu'à léchelle correspondant à la vanne de DN 65, ce qui donne une valeur de réglage de 5 tours.
BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL TISECCode : 1509 TIS TSession 2015DossierRESSOURCESTechnicien en Installation des Systèmes Énergétiques et ClimatiquesE.21 ÉPREUVE TECHNIQUEDurée : 4hCoefficient : 3Page 10 / 17Analyse scientifique et technique dune installation
ANNEXE IV ANNEXE IV
Extrait de CCTP du traitement deau des réseaux
Traitement deau :
Lalimentation en eau froide des productions deau chaude sanitaire, de la demi-pension et de linternat sera adoucie.
Sur lalimentation en eau de chacune des installations citées ci-dessus, un adoucisseur deau de marque CILLIT type reflex ou équivalent approuvé sera installé, assurant après mélange deau brute, une dureté de leau devant être égale à 7°F.
Des manchettes témoins démontables devront être présentes sur leau en sortie de ladoucisseur, leau mitigée et le recyclage en général. Ses manchettes seront équipées de deux vannes disolement facilement démontables, permettant de contrôler létat interne du réseau (corrosion, entartrage, biofilm).
Ces deux ensembles de traitement deau comprendront :
un microprocesseur permettant le calcul automatique des données et correction en fonction des paramètres
une capacité déchange = 815°m³
un bloc de commande hydraulique en ABS à cinq cycles
une contenance en résine = 150 litres
un bac à sel en polyéthylène (150 kg)
Le titulaire du présent lot devra installer sur le raccordement hydraulique de ladoucisseur un filtre, un clapet anti-retour, un by-pass isolable, une manchette témoin, 2 prises déchantillon en amont et en aval de la tête de ladoucisseur, 2 vannes darrêt sur lalimentation et la sortie deau adoucie avec compteur-émetteur dimpulsion.
Exemple dun système de traitement deau
Production dECS :
La température de leau à la sortie du ballon doit être en permanence supérieure à 55°C (élévation quotidienne de la température du ballon au-delà de 60°C).
Règles dinstallation des réseaux ECS
La température de leau chaude sanitaire, conformément à larrêté du 23 juin 1978 ne doit pas dépasser 60°C au point de puisage.
Toute diminution de pression ou élévation de température de leau libère une partie des gaz dissous et peut être une cause de corrosion. Loxygène dissous ou en sursaturation dans leau est lélément essentiel des réactions chimiques de la corrosion. Par conséquent, il est impératif de prévoir un dégazage efficace de linstallation.
Le DTU 60.1 précise les points du réseau de distribution où doivent être placés des dispositifs de purge. Certaines eaux nécessitent un traitement contre la corrosion.
Distribution ECS
Installation dun dispositif de limiteur de température (60°C maxi) effectué par exemple au travers dun mitigeur thermostatique sur le départ E.C.S.
Ce dispositif limiteur de température ou mitigeur est placé à la sortie du producteur deau chaude sanitaire, le plus près possible, à une distance nexcédant pas 15 m (DTU 60.1,Additif 4). Les circuits galvanisés notamment ne supportent pas sans risque de corrosion des températures supérieures à 60°C.
Exemple dun réseau de traitement deau chaude sanitaire
Manchette
témoin
Manchettes
témoin
Documentation technique
BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL TISECCode : 1509 TIS TSession 2015DossierRESSOURCESTechnicien en Installation des Systèmes Énergétiques et ClimatiquesE.21 ÉPREUVE TECHNIQUEDurée : 4hCoefficient : 3Page 11 / 17Analyse scientifique et technique dune installation
ANNEXE IV ANNEXE : IV
DOCUMENTATION TECHNIQUE PERMO
1. Adoucisseur avec fonctionnement chronologique
Un adoucisseur équipé dune vanne à programmateur chronologique (ou chronométrique) régénèrera à intervalles de temps toujours égaux, par exemple tous les 2 ou 3 jours. Il en résulte que ladoucisseur sera régénéré en fonction du temps sans savoir si la résine de ladoucisseur est saturée en calcium magnésium ou non.
Lattrait principal de ladoucisseur équipé dune vanne chronométrique est quil est moins cher du fait quil ne comporte quune horloge et un système de déclenchement à intervalles de temps fixe.
2. Adoucisseur avec fonctionnement volumétrique
Un adoucisseur volumétrique régénère en fonction du volume deau effectivement passé sur la résine. Il en résulte des régénérations sadaptant à la demande. En effet, si vous consommez moins deau, ladoucisseur attendra le volume deau de consigne ; si vous consommez plus deau, ladoucisseur régénèrera plus fréquemment et ce, dès que le volume de consigne sera atteint.
Un adoucisseur volumétrique est plus onéreux du fait de la nécessité de mesurer le volume deau effectivement passé au travers de l'adoucisseur. Cela se fait au travers dune turbine ou dun compteur à émetteur dimpulsions généralement relié à un programmateur électronique de l'adoucisseur ayant la capacité de décrypter les signaux donnés par le compteur à émetteur dimpulsion de la vanne de ladoucisseur.
Vanne de cépage ou de réglage TH
Ces vannes dites aussi vannes bypass proportionnelles sont à monter en parallèle avec un adoucisseur. Elles permettent d'ajuster la dureté résiduelle en aval d'un adoucisseur. Une telle vanne n'est nécessaire que pour les adoucisseurs qui n'ont pas de vanne mélangeuse intégrée.
Adoucisseur équipé dune vanne de réglage
DOCUMENTATION TECHNIQUE PERMO (suite)
Applications :
Adoucissement deau pour : Lhabitat collectif, lindustrie, lhôtellerie, les hôpitaux et le secteur tertiaire en applications sur :
- Les eaux sanitaires
- Les eaux à usage industriel - Les eaux des circuits fermés - Les eaux des process
BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL TISECCode : 1509 TIS TSession 2015DossierRESSOURCESTechnicien en Installation des Systèmes Énergétiques et ClimatiquesE.21 ÉPREUVE TECHNIQUEDurée : 4hCoefficient : 3Page 12 / 17Analyse scientifique et technique dune installation
ANNEXE V ANNEXE V
Extrait de CCTP des gaines de soufflages
REGISTRE DEQUILIBRAGE
Registre déquilibrage
Les conduits de soufflages et de reprise seront réalisés en tôle dacier galvanisé lisse (électro-zinguée laminée à froid), soigneusement dégraissé, de section circulaire.
Les fixations à la structure seront réalisées par cornières et tiges filetées avec désolidarisation évitant les contacts métalliques.
Les gaines circulaires avec isolation extérieure seront suspendues au moyen de feuillards spécifiques et renforcées par une bande en aluminium périphérique. Toutes les gaines de soufflages et dair neuf seront calorifugées de la manière suivante :
- Réseaux intérieurs (soufflages et air neuf) isolation périphérique, classe MO, en laine deverre 25 mm (R minimale = 0.6 m²°c/W) avec revêtement en aluminium renforcé dunegrille de verre- Réseau extérieur (soufflages, reprise et air neuf) isolation périphérique, classe MO, enlaine de verre 50 mm (R minimale = 1.2 m²°c/W) avec revêtement en aluminiumrenforcé dune grille de verre FINITION FLOCUL.Les réseaux intérieurs de reprise seront non isolésLe niveau acoustique normalisé du bruit engendré à lintérieur des locaux résultant deséquipements de ventilation ne devra pas dépasser en période doccupation :- 35 dB(A)Formulaire :Pression totale = pression statique + pression dynamiqueLa pression dynamique est à lire sur le diagramme de courbe du ventilateurConversion dunité :100 000 Pa = 10 000 mmceBACCALAURÉAT PROFESSIONNEL TISECCode : 1509 TIS TSession 2015DossierRESSOURCESTechnicien en Installation des Systèmes Énergétiques et ClimatiquesE.21 ÉPREUVE TECHNIQUEDurée : 4hCoefficient : 3Page 13 / 17Analyse scientifique et technique dune installation
ANNEXE VANNEXE VREGISTRE DEQUILIBRAGE (suite)ABAQUE DES PERTES DE CHARGES DANS LES GAINES CIRCULAIRES
BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL TISECCode : 1509 TIS TSession 2015DossierRESSOURCESTechnicien en Installation des Systèmes Énergétiques et ClimatiquesE.21 ÉPREUVE TECHNIQUEDurée : 4hCoefficient : 3Page 14 / 17Analyse scientifique et technique dune installation
ANNEXE VIANNEXE VIExtrait de CCTP de la centrale de traitement dairSymboles
Traitement dair :
Le traitement dair des locaux du bâtiment A est assuré par une centrale fonctionnant en tout air neuf avec loption dun caisson de mélange. Le débit total dair soufflé sera de 1890 m³/h. Le soufflage et lextraction sont assurés par des diffuseurs plafonniers et bouches dextraction murales ou plafonnières. Chaque bouche sera équipée dun module déquilibrage.
Régulation :Capteurs :Actionneurs :-Sonde sur prise dair neuf- V3V sur batterie chaude-Sonde de limite basse de soufflage- V3V sur batterie froide
La régulation des batteries froide et chaude sera assurée par des vannes 3 voies motorisées modulantes asservies à la température extérieure suivant une loi de chauffe.
Température de soufflage en hiver : 21°c
Température de soufflage en été : 17°c
Les conditions de base extérieures sont :
Température été : 32°c / hygrométrie : 40%
Température hiver : -7°c / hygrométrie : 90%
La centrale sera équipée dun filtre gravimétrique plissé de type G4 situé sur la gaine dair neuf pour protéger les batteries et dun filtre opacimétrique à poche de type F7 situé après les batteries. Ces filtres seront équipés de pressostat différentiel. Le déclenchement du thermostat antigel situé après la batterie chaude provoquera :
une fermeture du registre dair neuf
un arrêt des ventilateurs
une ouverture à 100% de la vanne chaud
un report dalarme
Détermination puissance batterieDétermination de lefficacitéP = Q × 1.16 × ûT= h1 h2___h1 h F.P.TP : puissance en [kW]: efficacité sans unitéQ : débit d eau en [m³/h]h1 : enthalpie à l entrée de la batterie en [kJ/kgas]ûT : différence de température en [°c]h2 : enthalpie en sortie de la batterie en [kJ/kgas]BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL TISECCode : 1509 TIS TSession 2015DossierRESSOURCESTechnicien en Installation des Systèmes Énergétiques et ClimatiquesE.21 ÉPREUVE TECHNIQUEDurée : 4hCoefficient : 3Page 15 / 17Analyse scientifique et technique dune installation
ANNEXE VIANNEXE VIICatalogue de sélection de la batterie froideGénéralité des fluides frigorigènesQuel que soit le fluide, leur utilisation est très réglementée. Ils ne doivent en aucun cas êtrerejetés dans la nature, car ils contribuent très fortement à l'effet de serre. Le dégazage estrigoureusement interdit, et est passible d'une amende de 5ème classe, et d'une peined'emprisonnement (sauf si ce dégazage est réalisé pour protéger des personnes). Toutepersonne intervenant sur une machine thermodynamique doit obligatoirement être titulairedune attestation de capacité.Lorsqu'il est extrait de la machine, le fluide doit être récupéré dans une bonbonne à laidedune station de récupération, et remis au fabricant. Le contrôle détanchéité dun équipementsupérieur à 2kg de fluide frigorigène seffectue tous les 12 mois, supérieur à 30 kg tous les 6mois et supérieur à 300 kg tous les 3 mois.Classification des fluides- CFC (chlorofluorocarbones) : leur utilisation est interdite depuis 2001 car ils sont très nocifspour la couche d'ozone et contribuent fortement à l'effet de serre. Exemples : R11, R12,R502, R509.- HCFC (hydro chlorofluorocarbones) : leur production cessera en 2010 et leur utilisation sousforme recyclée sera interdite dès 2015. Ils restent cependant moins nocifs que les CFC.Exemples : R22, R123, R409a.- HFC (hydrofluorocarbones) : ce sont à l'heure actuelle les fluides les plus "propres". Ils n'ontpas d'effet négatif sur la couche d'ozone mais contribuent cependant très fortement à l'effetde serre. Exemples : R134a, R410a, R407c, R404a.Impact environnementalO.D.P. (Ozone Depresion Potential) : c'est le potentiel d'appauvrissement de la couche d'ozone(destruction). Il s'étend de 0 à 1, un gaz ayant un ODP de 1 serait très dangereux pour lacouche.G.W.P. (Global Warming Potential) : c'est le potentiel à provoquer directement l'effet de serre.Le GWP est gradué de 0 à l'infini. Il représente un équivalent de CO2.Groupe de sécurité des fluides réfrigérant selon la NF-EN-378-1A1 : faiblement toxique / non inflammable
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