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Le compteur de débit à vortex est un appareil de mesure des fluides dans les tuyauteries, largement utilisé pour la mesure de l’eau et du chauffage. Auparavant, sa précision n’était pas élevée, mais les progrès technologiques ont permis des avancées dans sa production et son développement. Avec l’accélération de l’urbanisation moderne, les entreprises utilisant de la vapeur pour des fins non écologiques ou industrielles ont été déplacées en dehors des villes. Dans les villes du nord, il ne reste que des utilisateurs finaux pour des besoins domestiques, commerciaux et principalement de chauffage ; ils utilisent le gaz uniquement pour se chauffer en hiver. Par conséquent, l’ancienne réseau de chauffage par vapeur peut être remplacé par un système de chauffage par eau chaude. 1. Avantages et inconvénients du médium de chauffage La différence de température entre l’intérieur et l’extérieur des tuyaux du réseau de chauffage par vapeur est très importante ; la transmission à longue distance de la chaleur entraîne de grandes pertes de pression, ce qui exige un bon niveau d’isolation. Une fois utilisée, la vapeur se transforme en eau chaude, mais son taux d’utilisation est très faible. Les utilisateurs du chauffage font alors appel à des unités d’échange thermique pour convertir la vapeur en eau chaude et la distribuer à chaque utilisateur, ce qui entraîne une perte d’efficacité thermique. De plus, il y a des coûts liés aux équipements d’échange thermique. Bien sûr, la vapeur produite par les centrales électriques est utilisée pour la production d’électricité ainsi que pour alimenter les entreprises ayant besoin de vapeur, ce que l’eau chaude ne peut pas remplacer. Les réseaux de distribution d’eau chaude nécessitent deux canalisations, ce qui augmente les coûts, mais l’eau chaude fournie peut être recyclée. Ils sont généralement alimentés par des chaudières à eau chaude et de grandes stations d’échange thermique. La température de l’eau chaude est basse, ce qui réduit les pertes de chaleur. Elle peut être distribuée directement aux logements ou par échange thermique avec l’eau du réseau. 2. Mesure de la chaleur de l’eau chaude Les réseaux de tuyauteries à eau chaude sont généralement mesurés en fonction de la chaleur, bien que dans certains cas on utilise également la masse. Lors de la mesure par chaleur : Q = M (C_entrée – C_sortie). Dans l’équation, Q : chaleur fournie ; M : masse d’eau chaude ; C Entrée : température de l’eau à l’entrée ; C Sortie : température de l’eau à la sortie. Il ressort de cette équation que la quantité de chaleur fournie dépend de la masse d’eau chaude ainsi que des différences de température aux entrées et aux sorties. Lorsque la différence de température entre les entrées et les sorties est grande, la différence de température correspondante est également grande, ce qui entraîne une consommation plus élevée de chaleur. 3. Système de mesure de la chaleur (1) Mesure avec un seul compteur : utilisation d’un débitmètre, de deux résistances en platine et d’un accumulateur de chaleur. Cas d’application : Les utilisateurs finaux ne consomment pas d’eau chaude ; l’eau chaude fournie présente une qualité identique à celle qui sort, sans fuites ni pertes. Formule de calcul : Q = M(C_entrée – C_sortie). (2) Mesure à double tableau : utilisation de deux débitmètres, de deux résistances en platine et d’un accumulateur de chaleur. Contexte d’application : consommation d’eau chaude par les utilisateurs, qualité de l’eau d’entrée et de sortie différente pour la chauffage. Formule de calcul : Q = M Entrée (C Entrée – C Sortie). Où M_entrée est la valeur de masse mesurée par le débitmètre à l’entrée d’eau. Calculer la perte d’eau à l’aide d’un compteur de chaleur (M entrée – M sortie). Afin de détecter les pertes d’eau chaude et d’obtenir une compensation financière. 4. Application des compteurs à courant de vortex dans la mesure de l’eau chaude (1) Plage de mesure : par rapport à la vapeur, la densité du fluide dans l’eau chaude est plus élevée, ce qui exerce une force plus forte sur le capteur et génère une amplitude de signal plus importante. La plage de traitement du signal est donc large ; une bonne gamme de capteurs peut atteindre un rapport de 50 à 60 : 1, ce qui permet une plus grande variété de mesures et de choix de modèles, adaptés à un plus grand nombre d’utilisateurs de chaleur. (2) Médium monophasé inchangé : Le médium à vapeur, en raison de différences de température et de distances de transmission différentes, présente des états tels que vapeur surchauffée, vapeur saturée, vapeur saturée humide, mélange vapeur-eau et eau. Les débitmètres sont très impropres pour la mesure dans les trois derniers états, tandis que pour la mesure de fluides monophasiques chauds, le débitmètre à vortex assure une plus grande précision. (3) Étalonnage et utilisation plus proches : pour l’étalonnage des compteurs à vortex à vapeur, on utilise généralement de l’air ; en raison de la différence entre le milieu d’étalonnage et celui d’utilisation, il existe une marge d’erreur dans la mesure. Lorsque l’on étale avec de l’eau chaude, le milieu est identique, ce qui réduit encore davantage les erreurs d’étalonnage et de mesure réelle. (4) Mesure précise de la limite maximale de débit : pour la mesure de la vapeur, en raison des propriétés propres au fluide et des différentes formes des groupes d’échange thermique, la vitesse du flux de vapeur peut dépasser 90 m/s, ce qui fait que le compteur à vortex perd des impulsions et entraîne une mesure imprécise. Lors de la mesure de l’eau chaude, en raison des propriétés du fluide et des contraintes du dispositif, il est difficile de dépasser 9 m/s, ce qui résout également le problème des impulsions perdues par le compteur à vortex en dessous de sa limite maximale. (5) Installation du débitmètre à vortex : Contrairement à la mesure de la vapeur, lors de la mesure de l’eau chaude, l’installation du débitmètre à vortex doit garantir que le tube est rempli et qu’il n’y a pas d’air. L’installation horizontale convient en position basse ; en installation verticale, il faut s’assurer que l’eau chaude circule de bas en haut, afin que le tube ne soit pas partiellement vide et que la mesure reste précise. (6) Facteurs affectant la précision du compteur à vortex : Contrairement à la mesure de la vapeur, étant donné que le coefficient de compression de l’eau est très faible, les facteurs tels que la pression, la température et le milieu qui influencent la mesure de la vapeur ont un impact négligeable sur la mesure de l’eau chaude. Néanmoins, il convient de prêter attention à l’effet des vibrations sur le débit mesuré par le compteur à vortex. (7) Pertes : Le réseau d’alimentation en eau contrôle principalement le volume d’eau perdue, qui constitue un indicateur majeur des pertes ; l’ampleur de ces pertes peut être déterminée par l’ajout d’eau. Il faut éliminer les fuites dans ses propres réseaux de distribution, ainsi que contrôler l’utilisation non chauffage par les utilisateurs du système de chauffage.