Propriétés optimales de l’eau dans le réseau de chauffage urbain grâce à une technologie de vide de pointe

La qualité de l’eau dans les circuits d’un réseau de chauffage urbain est un facteur décisif pour la durée de vie des conduites du réseau. Pour éviter la corrosion des tuyaux en acier noir, il convient d’utiliser de l’eau déminéralisée ou du perméat comme fluide caloporteur. En consultation avec Busch Solutions de Vide, le fournisseur d’électricité Elektrizitätswerke Mittelbaden AG & Co. KG a trouvé une solution parfaite pour éliminer l’oxygène et le dioxyde de carbone du circuit d’eau à l’aide d’une technologie de vide de pointe. Une installation d’osmose inverse est toujours utilisée pour dessaler l’eau. Avec le nouveau système de dégazage, ils ont trouvé une technologie extrêmement efficace et sûre qui augmentera considérablement la durée de vie des tuyaux en acier noir du réseau.

À propos d’Elektrizitätswerke Mittelbaden

Avec ses quatre sites à Lahr, Offenburg, Hausach et Kehl, la société d’électricité Elektrizitätswerke Mittelbaden AG & Co. KG fournit de l’énergie à près de 300 000 habitants. Le site d’Offenburg exploite également actuellement des réseaux de chauffage urbain qui fournissent de la chaleur à 900 foyers. L’eau qui alimente le réseau de chauffage urbain agit comme un fluide caloporteur, qui est chauffé à 80 °C avec la chaleur résiduelle d’une unité de cogénération. Le système de chauffage urbain est en cours d’expansion. En 2021, un troisième réseau sera mis en service, un quatrième étant actuellement en phase de planification.

Utilisation de la technologie du vide dans le chauffage urbain

Ensemble, les deux réseaux de chauffage urbain existants font près de cinq kilomètres de long et se composent de tuyaux en acier noir isolés thermiquement. Pour garantir une durée de vie des tuyaux aussi longue que possible, la première étape consiste à réduire le pH de l’eau à 0 dans une unité d’adoucissement de l’eau. La conductivité électrique de l’eau est ensuite réduite à la valeur optimale de huit à neuf microsiemens par centimètre cube (μs/cm³) dans une installation d’osmose inverse. Auparavant, les fumées, principalement composées d’oxygène et de faibles quantités de dioxyde de carbone, étaient aspirées à l’aide d’un système de dégazage. Ces unités étaient équipées de pompes à vide à anneau liquide. Pour Tobias Friedemann, l’expert technologique de l’entreprise, ce type d’alimentation en vide n’était pas une solution satisfaisante. Ces pompes à vide nécessitaient de l'eau comme fluide de fonctionnement. Les coûts de l’eau propre nécessaire ont atteint 3 000 euros par an. Depuis que le fournisseur qui fournissait auparavant les systèmes de dégazage a cessé ses activités, Tobias Friedemann a commencé à explorer le marché pour trouver des alternatives. L’utilisation de produits chimiques pour traiter l’eau dans l’entreprise de distribution d’électricité d’Offenburg n’était pas une alternative légitime pour des raisons environnementales. En outre, l’utilisation de produits chimiques est compliquée, car le dosage et la composition des produits chimiques peuvent provoquer des réactions indésirables, qui peuvent à leur tour avoir un impact négatif sur la qualité de l’eau.

Avantages d’un système de dégazage thermique Busch

Après des recherches approfondies, Tobias Friedemann a finalement découvert Busch Solutions de Vide. Les ingénieurs de procédés de Busch ont développé un tout nouveau système de dégazage thermique, au cœur duquel se trouve la dernière génération de pompes à vide à becs MINK avec variateurde fréquence.

Pendant 24 heures de fonctionnement, 1 000 litres d’eau par heure sont constamment alimentés dans le système de dégazage à partir du circuit. L’eau est pulvérisée dans une cuve sous vide. La pulvérisation de l’eau et des corps de remplissage dans la cuve crée la plus grande surface possible pour que l’eau afin que les fumées puissent être aspirées efficacement par la pompe à vide. L’eau ainsi dégazée peut être réinjectée dans le circuit via le système de commande, soit directement, soit en utilisant un réservoir de stockage. L’un des défis pour les ingénieurs de procédés était l’espace confiné dans la pièce juste à côté de l’unité de cogénération. La solution est un système de dégazage compact sur châssis (Fig. 1), qui contient tous les composants, y compris le système de commande. Le raccordement à l’alimentation en chaleur a été réalisé de manière à ce que le système de dégazage traite alternativement l’eau des deux réseaux de chauffage urbain en fonctionnement.

Le système de dégazage de Busch a commencé à fonctionner début 2020 et depuis lors, dégaze l’eau en continu pour deux réseaux de chauffage urbain de 1,8 et 2,8 kilomètres de long avec un volume d’eau total de 300 mètres cubes. Pour Tobias Friedemann, les avantages de son nouveau système de dégazage sont évidents. L’utilisation de pompes à vide à becs MINK signifie qu’il n’a plus besoin d’eau douce comme fluide de fonctionnement. Il réduit ainsi les coûts d’installation pour l’alimentation et le retrait et, surtout, les coûts de l’eau elle-même. Les pompes à vide à becs MINK ont un fonctionnement complètement sec. Cela signifie qu’ils n’ont pas besoin d’eau ou d’un autre fluide de fonctionnement pour compresser ou extraire les vapeurs. En outre, ils génèrent de manière fiable le niveau de vide souhaité dans le conteneur de dégazage. Ceci est indépendant de la quantité d’eau ou de sa température. Un entraînement à vitesse variable permet à la pompe à vide de s’adapter précisément aux conditions de l’eau et de fournir avec précision le niveau de vide souhaité en fonction de la demande. En revanche, les pompes à vide à anneau liquide ne peuvent pas être contrôlées avec autant de précision et leurs performances en vide dépendent de la température de l’eau. La pompe à vide à becs MINK, pratiquement sans entretien, remplace deux des pompes à vide à anneau liquide précédemment utilisées. Outre l’entraînement à vitesse variable, cela s’accompagne également d’une réduction satisfaisante des coûts énergétiques, un avantage même pour une installation électrique. Le nouveau système de dégazage est surveillé par un Modbus RTU. Il peut ainsi être commandé et utilisé de manière externe. La circulation, la température et la conductivité de l’eau sont surveillées en permanence. Si l’un des trois paramètres s’écarte de la cible, des mesures correctives appropriées peuvent être prises immédiatement.

Tobias Friedemann a réalisé qu’il s’agissait de la solution la plus prometteuse pour l’avenir du dégazage de l’eau dans les réseaux de chauffage urbain. Il a déjà installé le deuxième système de dégazage de Busch pour le nouveau réseau de chauffage urbain, qui devrait être mis en service l’année prochaine. Les futurs réseaux seront également équipés de systèmes de dégazage de Busch Solutions de Vide.