Secteur du chauffage urbain
Le secteur du chauffage urbain assure l’approvisionnement en chaleur produit par une centrale thermique vers les systèmes de chauffage urbain centralisés, ou sous-stations.
La chaleur produite par la centrale de cogénération assure la sécurité et le confort et, ce qui est important pour la qualité de l’air de la ville, réduit les émissions.
Un système de chauffage urbain comporte trois éléments principaux : la source de chaleur, qui est une centrale de production combinée de chaleur et d’électricité ou une centrale thermique, le réseau de chauffage urbain qui transporte l’eau chaude ou la vapeur vers les consommateurs, et les sous-stations de chauffage urbain qui reçoivent la chaleur dans les bâtiments. La chaleur du système atteint des millions de consommateurs chaque jour. La société Hexonic joue un rôle dans ce domaine. En tant que fournisseur d’échangeurs de chaleur, nous approvisionnons la majorité des entreprises de génie thermique en Pologne. Nos échangeurs fonctionnent également dans les plus grands systèmes de chauffage urbain du monde.
Les équipements les plus couramment utilisés dans les sous-stations thermiques sont les échangeurs de chaleur à plaques brasées qui sont fiables, durables et, surtout, disposent d’un très large éventail de gammes. Cela lui permet d’être utilisé dans de petites stations résidentielles ainsi que dans des sous-stations desservant des immeubles d’habitation et des bâtiments publics. Les échangeurs de chaleur peuvent également être fabriqués à l’aide d’échangeurs de chaleur tubulaires tels que JAD ou HAD.
Sous-station de chauffage urbain à fonction unique
Les sous-stations de chauffage urbain sont des systèmes situés à la jonction entre le réseau de chauffage urbain et les installations à l’intérieur d’un bâtiment.
L’un des types de sous-stations de chauffage urbain est la sous-station à fonction unique. Par opposition à une sous-station à double fonction, elle ne fonctionne que pour les besoins d’un seul circuit de consommation, généralement le chauffage central, ou bien elle alimente des sous-stations de chauffage résidentielles (autrement appelés stations résidentielles, stations d’appartement, mini-stations). L’eau chaude sanitaire (ECS) est ensuite chauffée par des sources de chaleur individuelles, par exemple des chaudières à gaz, à l’aide d’un ballon d’ECS avec serpentin, ou par des mini-stations de distribution redirigeant la chaleur de la station collective vers les unités individuelles pour le chauffage central et l’ECS.
La tâche d’une sous-station de chauffage urbain à fonction unique est de transférer la chaleur du réseau de chauffage urbain au réseau de chauffage central d’un bâtiment par l’intermédiaire d’un échangeur de chaleur à plaques ou tubulaire . La température et la pression dans le système sont donc inférieures à celles qui existent dans le réseau de chauffage urbain, ce qui est plus sûr pour l’utilisateur final.
La large gamme de produits Hexonic permet à l’utilisateur de choisir des échangeurs pour pratiquement toutes les tailles de sous-stations de chauffage. Cette application utilise des échangeurs de chaleur à plaques brasées de la série L, également en option Luna ou SafePLATE, ou des échangeurs de chaleur tubulaires de type JAD et HAD.
Sous-station de chauffage urbain à double fonction
La chaleur du réseau de chauffage urbain est transférée aux installations à l’intérieur du bâtiment par le biais d’une sous-station de chauffage.
Un exemple de ce type de sous-station est une sous-station à double fonction. Contrairement à une sous-station à fonction unique, son rôle est de fournir de la chaleur à deux circuits de chauffage, généralement le circuit de chauffage central et le circuit d’eau chaude sanitaire. Cela est possible en connectant en parallèle deux échangeurs de chaleur fonctionnant indépendamment.
Les échangeurs de chaleur les plus couramment utilisés dans les sous-stations thermiques sont les échangeurs de chaleur à plaques ou tubulaires de type JAD.
Sous-station de chauffage d’appartement
Une sous-station de chauffage d’appartement également appelée mini sous-station, station résidentielle ou Modules thermiques d’appartement, est un dispositif compact qui fournit un service de chauffage à une seule habitation. Il transfère la chaleur d’une chaufferie locale ou d’une sous-station de chauffage urbain vers les locaux. Cette solution permet aux immeubles d’habitation de contrôler individuellement la façon dont ils utilisent leur chauffage et leur eau chaude.
Le processus d’échange de chaleur dans les mini sous-stations de chauffage se fait au moyen d’échangeurs de chaleur à plaques brasées. Les échangeurs de chaleur à plaques brasées de la série L sont utilisés dans cette application, également dans les options Luna et SafePLATE.
Chaudières à gaz
Les chaudières à gaz sont des appareils de chauffage qui se caractérisent par une efficacité et une performance élevées. Il existe plusieurs types de chaudières.
Les chaudières à gaz à double fonction sont conçues pour qu’une seule unité puisse chauffer un bâtiment et fournir de l’eau chaude sanitaire (ECS) chauffée dans un système à circulation d’eau. Lorsque de l’eau chaude est nécessaire, la chaudière passe en mode chauffage de l’eau au point d’utilisation, puis revient au mode chauffage de l’eau du chauffage central.
La tâche principale des chaudières à fonction unique est de chauffer l’eau dans le système de chauffage central. Pour utiliser ce type de chaudière pour la production d’eau chaude sanitaire, il est nécessaire de l’équiper d’un réchauffeur de boucle. Le serpentin situé dans le réchauffeur, alimenté en eau chaude de la chaudière, maintient la température de consigne de l’eau.
Les deux types de chaudières peuvent être équipés d’une fonction de récupération de la chaleur des gaz de combustion, ce qui permet de réduire les coûts d’exploitation. Ce phénomène est appelé condensation et les chaudières sont appelées chaudières à condensation.
Le fonctionnement de la chaudière est rendu possible par un échangeur de chaleur compact situé à l’intérieur. Il s’agit généralement d’un échangeur de chaleur à plaques brasées. Il assure un grand confort d’utilisation et une excellente performance de l’ensemble du système. Sa taille compacte permet de réduire les dimensions de l’ensemble de la chaudière.
Installations de chauffage central et d’eau chaude sanitaire
Le choix des systèmes de chauffage central et d’eau chaude sanitaire a un impact décisif sur les coûts, les émissions et le confort.
Lors de la conception des installations de chauffage central et d’eau chaude sanitaire, il est important de choisir le type de source de chaleur à utiliser.
Il faut décider si les deux systèmes doivent être séparés ou reliés par une seule source de chaleur commune aux deux installations.
Dans le cas des maisons individuelles, une chaudière à gaz est une source de chaleur fréquemment utilisée. Les installations de ce type sont de plus en plus souvent complétées par des capteurs solaires. Ils couvrent jusqu’à 50 % de la demande d’énergie pour l’eau chaude.
Réchauffeurs d’eau et de solutions glycolées
L’eau chaude, préparée selon les réglages de l’utilisateur, par exemple dans une sous-station de chauffage urbain, circule en continu dans les réchauffeurs. La circulation de l’eau chaude est rendue possible par une pompe de circulation qui pousse l’eau vers le réchauffeur. Une modification des paramètres de l’eau, en particulier une baisse de la température, peut provoquer le gel de l’eau dans les tuyaux. La température est en outre abaissée par ambiance froide qui évacue la chaleur du réchauffeur. Si la circulation s’arrête, l’eau perd rapidement de sa température et peut geler. L’eau gelée à l’intérieur des tubes peut les endommager, inondant ainsi la pièce et nécessitant des travaux de réparation.
Pour protéger l’appareil contre un éventuel gel, on utilise des solutions de glycol. Un échangeur à solution glycolée assure le maintien de la puissance désirée du réchauffeur. Un échangeur à solution glycolée est un dispositif qui utilise une solution de glycols (éthylène ou propylène glycol) comme fluide caloporteur lors du refroidissement ou du chauffage de l’air circulant dans l’unité terminale. Le glycol est utilisé pour protéger le fluide contre la prise en gel et les dommages possibles associés à l’échangeur de chaleur. Sa chaleur spécifique plus faible entraîne des paramètres d’échange de chaleur plus faibles par rapport à un échangeur de chaleur à eau pure.
Systèmes à vapeur
L’avantage du chauffage à vapeur est la possibilité d’utiliser des surfaces de chauffage plus petites par rapport au chauffage à eau et d’obtenir une régulation très précise de la température par le contrôle de la pression.
La vapeur, vecteur énergétique extrêmement efficace, est utilisée depuis le début de la révolution industrielle jusqu’à aujourd’hui.
Dans un système de chauffage à vapeur, l’espace à chauffer est équipé d’un émetteur qui est relié à une source de vapeur à basse pression (chaudière). La vapeur qui entre dans l’émetteur de chaleur se condense et dégage de la chaleur latente, retournant à l’eau à l’état liquide. L’émetteur chauffe à son tour l’air de la pièce. L’eau de condensation retourne à la chaudière par gravité ou avec l’aide d’une pompe pour être réchauffée.
Les immeubles de grande hauteur utilisent de la vapeur à faible densité pour éviter la pression excessive nécessaire à la circulation de l’eau chaude provenant d’une chaudière montée au sous-sol. Dans les systèmes industriels, la vapeur industrielle est utilisée pour la production d’électricité ou le chauffage des locaux.
