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Étude réalisée pour le compte de l’ADEME par Enertime SAS Coordination techniqu

Étude réalisée pour le compte de l’ADEME par Enertime SAS Coordination technique : Marina Boucher – Service Bioressources Direction Productions et Energies Durables – ADEME (Angers) N° contrat : 1201C0006 FICHE TECHNIQUE : VAPEUR PRODUCTION THERMIQUE ISSUE DE CHAUFFERIE BIOMASSE FICHE TECHNIQUE : COMPTAGE DE L’ENERGIE THERMIQUE VAPEUR Mai 2012 2012 Production thermique issue de chaufferie biomasse Fiche technique : Comptage de l’énergie thermique – Vapeur 2 REMERCIEMENTS Les auteurs tiennent à remercier les membres du comité de suivi de l’étude à l’ADEME, Marina Boucher, Frédéric Streiff et Sylvain Bordebeure, pour leur disponibilité et leur confiance tout au long de ce travail. Les auteurs adressent également leurs remerciements à Bruno Bretel (B2 Ingénierie) et Jacques Daunay (Barrault Recherche) pour leurs conseils et le partage de leur expérience dans le domaine du comptage thermique. En français : L’ADEME en bref : L'Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie (ADEME) est un établissement public sous la triple tutelle du ministère de l'Ecologie, du Développement durable, des Transports et du Logement, du ministère de l’Enseignement supérieur et de la Recherche et du ministère de l’Economie, des Finances et de l’Industrie. Elle participe à la mise en œuvre des politiques publiques dans les domaines de l'environnement, de l'énergie et du développement durable. Afin de leur permettre de progresser dans leur démarche environnementale, l'agence met à disposition des entreprises, des collectivités locales, des pouvoirs publics et du grand public, ses capacités d'expertise et de conseil. Elle aide en outre au financement de projets, de la recherche à la mise en œuvre et ce, dans les domaines suivants : la gestion des déchets, la préservation des sols, l'efficacité énergétique et les énergies renouvelables, la qualité de l'air et la lutte contre le bruit. www.ademe.fr. En anglais : About ADEME: The French Environment and Energy Management Agency (ADEME) is a public agency under the joint authority of the Ministry for Ecology, Sustainable Development, Transport and Housing, the Ministry for Higher Education and Research, and the Ministry for Economy, Finance and Industry. The agency is active in the implementation of public policy in the areas of the environment, energy and sustainable development. ADEME provides expertise and advisory services to businesses, local authorities and communities, government bodies and the public at large, to enable them to establish and consolidate their environmental action. As part of this work the agency helps finance projects, from research to implementation, in the areas of waste management, soil conservation, energy efficiency and renewable energy, air quality and noise abatement. www.ademe.fr. En français : Toute représentation ou reproduction intégrale ou partielle faite sans le consentement de l’auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause est illicite selon le Code de la propriété intellectuelle (art. L 122-4) et constitue une contrefaçon réprimée par le Code pénal. Seules sont autorisées (art. 122-5) les copies ou reproductions strictement réservées à l’usage privé de copiste et non destinées à une utilisation collective, ainsi que les analyses et courtes citations justifiées par la caractère critique, pédagogique ou d’information de l’œuvre à laquelle elles sont incorporées, sous réserve, toutefois, du respect des dispositions des articles L 122-10 à L 122-12 du même Code, relatives à la reproduction par reprographie. En anglais: Any representation or reproduction of the contents herein, in whole or in part, without the consent of the author(s) or their assignees or successors, is illicit under the French Intellectual Property Code (article L 122-4) and constitutes an infringement of copyright subject to penal sanctions. Authorised copying (article 122-5) is restricted to copies or reproductions for private use by the copier alone, excluding collective or group use, and to short citations and analyses integrated into works of a critical, pedagogical or informational nature, subject to compliance with the stipulations of articles L 122-10 – L 122-12 incl. of the Intellectual Property Code as regards reproduction by reprographic means. 2012 Production thermique issue de chaufferie biomasse Fiche technique : Comptage de l’énergie thermique – Vapeur 3 Sommaire I. Introduction aux méthodes de comptage de l’énergie thermique ..................................................... 5 1. Pourquoi mesurer l’énergie thermique des installations biomasse-énergie......................................... 5 2. Définition de la phase d’un fluide.......................................................................................................... 6 3. Composition d’un compteur d’énergie thermique................................................................................. 6 4. Grandeurs à mesurer ........................................................................................................................... 7 5. Principe de calcul de la puissance thermique ...................................................................................... 7 6. Schéma de comptage et points de mesure sur le circuit de vapeur .................................................... 8 1. Production d’énergie thermique seule.............................................................................................................. 8 2. Production d’énergie par cogénération – Turbine à condensation ................................................................. 10 3. Production d’énergie par cogénération – Turbine à contrepression............................................................... 11 II. Méthodes de comptage de l’énergie thermique dans un circuit de vapeur.................................... 12 1. Méthodes et technologies de comptage............................................................................................. 12 1. Mesure du débit de vapeur ............................................................................................................................ 12 2. Mesure de la température.............................................................................................................................. 12 3. Mesure de la pression.................................................................................................................................... 13 2. Principe de fonctionnement des débitmètres ..................................................................................... 13 1. Débitmètres à pression différentielle.............................................................................................................. 13 2. Débitmètres à vortex...................................................................................................................................... 15 3. Débitmètre massique à effet Coriolis ............................................................................................................. 15 III. Contraintes et performances des débitmètres.............................................................................. 16 1. Gammes de température et pression d’usage ................................................................................... 16 2. Caractéristiques dynamiques et de la conduite.................................................................................. 16 1. Diamètre nominal........................................................................................................................................... 16 2. Dynamique de mesure................................................................................................................................... 17 3. Perte de pression........................................................................................................................................... 17 4. Longueur droite minimale recommandée....................................................................................................... 17 3. Exactitude des mesures ..................................................................................................................... 18 1. Exactitude de la mesure de débit................................................................................................................... 18 2. Exigences d’exactitude .................................................................................................................................. 19 3. Détermination de l’exactitude......................................................................................................................... 20 4. Répétabilité et reproductibilité........................................................................................................................ 20 4. Signal de sortie et télérelève des données ........................................................................................ 21 1. Sans report d’information (indicateur local).................................................................................................... 21 2. Avec report impulsionnel................................................................................................................................ 21 3. Avec report M-Bus ......................................................................................................................................... 22 IV. Critères de sélection ........................................................................................................................ 23 1. Critères de sélection d'un compteur d'énergie thermique .................................................................. 23 2. Eléments relatifs au coût d’acquisition et maintenance ..................................................................... 23 3. Agrément pour transactions commerciales ........................................................................................ 23 4. Grille d’aide à la sélection du débitmètre ........................................................................................... 24 Références bibliographiques ...................................................................................................................... 25 2012 Production thermique issue de chaufferie biomasse Fiche technique : Comptage de l’énergie thermique – Vapeur 4 Résumé Cette fiche présente les méthodes et technologies adaptées au comptage de l’énergie thermique produite par une chaudière biomasse utilisant de la vapeur comme fluide caloporteur. La mesure de débit de vapeur doit être de préférence réalisée par un système à pression différentielle à diaphragme ou équivalent. D’autres technologies sont utilisables mais doivent être adaptées aux conditions du fluide et du circuit. Pour la procédure de comptage de l’énergie thermique produite par l’installation, se rapporter au Cahier des charges à destination du bénéficiaire de l’aide ADEME pour le comptage et la transmission des données. Les extraits des normes : - NF EN 1434-1 Août 2007. Compteurs d'énergie thermique - Partie 1 : prescriptions générales. - NF EN 1434-3 Avril 2009. Compteurs d'énergie thermique - Partie 3 : échange de données et interfaces. - NF EN 1434-6 Août 2007. Compteurs d'énergie thermique - Partie 6 : installation, mise en service, surveillance de fonctionnement et maintenance. sont reproduits avec l'accord d'Afnor. Seuls les textes originaux et complets des normes telles que diffusées par Afnor Editions – accessibles via le site internet www.boutique-afnor.org – ont valeur normative. " 2012 Production thermique issue de chaufferie biomasse Fiche technique : Comptage de l’énergie thermique – Vapeur 5 I. Introduction aux méthodes de comptage de l’énergie thermique Suite aux réflexions conduites dans le cadre du Grenelle Environnement, l’ADEME s’est vue confier la gestion d’un fonds « chaleur renouvelable » pour développer la biomasse-énergie, le solaire, les pompes à chaleur, la géothermie, le biogaz… dans l’habitat collectif, le tertiaire, l’agriculture et l’industrie. Ce fonds doit permettre de répondre aux objectifs ambitieux qui ont été fixés à l’horizon 2020 pour les énergies renouvelables. En ce qui concerne la filière biomasse énergie, le maître d'ouvrage bénéficiaire d'une aide du fonds chaleur aura à sa charge l’investissement et l’exploitation d’un compteur énergétique mesurant la production thermique de la chaudière biomasse, le versement des aides par l’ADEME étant conditionné par la production thermique réelle de l’installation nouvelle (mégawatt-heures produits). Pour une installation produisant plus de 1 000 tep par an d’énergie thermique, le maître d’ouvrage devra transmettre quotidiennement la production thermique à l’ADEME, via une plateforme de télérelève et respecter les recommandations du cahier des charges « Suivi à distance de la production énergétique des installations biomasse énergie : Cahier des charges à destination du bénéficiaire de l’aide ADEME pour le comptage et la transmission des données. » Cette fiche a pour objectif de présenter les méthodes et technologies à utiliser pour le comptage de l’énergie thermique produite par des installations biomasse-énergie utilisant de la vapeur. 1. Pourquoi mesurer l’énergie thermique des installations biomasse- énergie Les chaudières biomasse sont utilisées dans l’industrie, l’agriculture, le tertiaire et dans le collectif tertiaire pour produire de l’énergie thermique, utilisée sous forme de vapeur (saturée, sèche ou surchauffée), d’eau chaude ou surchauffée, d’huile thermique ou d’air chaud. Dans le cas d’une installation aidée par l’ADEME, le versement à l’exploitant de l’aide financière est conditionné à la production d’énergie réelle, qui doit donc être mesurée de manière précise. La mesure de l’énergie thermique dans un circuit permet de : • Connaitre les uploads/Industriel/ comptage-thermique-vapeur-pdf.pdf