Partie spécifique - Partie C : Alimentation auton… · Bac STI2D Ingénierie, Innovation et Développement Durable Métropole remplacement - ITEC 2021

Mise en situation

L'installation d'une chaudière à granulés répond aux attentes en ce qui concerne la réduction de l'usage de combustibles issus de ressources non renouvelables (gaz, fioul). Cependant cette technologie sera plébiscitée si elle n'amène pas de contraintes supplémentaires lors du fonctionnement.

C'est pourquoi la société Euroclima, qui commercialise ces chaudières, souhaite procurer à ses clients une installation technique permettant:

une autonomie annuelle en besoin de granulés (Partie A);

une sureté de fonctionnement de l'alimentation en granulés (Partie B);

une automatisation de l'alimentation en granulés de la chaudière (Partie C).

Travail demandé

PARTIE A - CHOIX 1: Comment adapter le stockage des granulés ?

La société EUROCLIMA souhaite proposer à ses clients une solution complète incluant la fonction « stockage des granulés ».

Les particuliers investissant dans une chaudière à granulés n'ont souvent pas prévu la zone de stockage du combustible. Une solution consiste à installer un silo de stockage dans le local choisi.

Silo de stockage installé dans un local, raccordé à la chaudière à granulés

Le système de stockage (DTS3) est constitué d'une structure porteuse démontable, pour être transportée puis assemblée dans le local, et d'une poche textile souple pour contenir la réserve de granulés.

La structure (cadre + pieds) est entièrement réalisée à partir de profilés carrés creux de section 80 x 80 x épaisseur 4 (figure ci-contre)

Section carrée creuse du profilé: 80 mm x 80 mm, épaisseur 4 mm

Elle est constituée d'un cadre supérieur de 2,20 m de côté, soutenu par un piétement de 4 barres.

La hauteur de la structure (sans la poche textile) fait 2 m.

Pour les besoins de chauffage de l'habitat à équiper, on estime la consommation annuelle utile de granulés à 5 000 L, qui correspond à une masse de granulés M = 3 000 kg.

PARTIE C: Comment assurer l'alimentation en granulés de façon autonome ?

La réduction des opérations de manutention des granulés est un critère de confort lors du fonctionnement de la chaudière.

La solution retenue consiste à installer un convoyeur à vis sans fin et tube flexible présenté ci-dessous et sur le document DTS9.

Un motoréducteur électrique entraîne la vis sans fin insérée dans le tube de convoyage pour acheminer les granulés du silo à la chaudière.

Contraintes géométriques imposées par le lieu d'installation:

distance chaudière – axe du silo: d = 4 m;

fixation du convoyeur sous le silo: l'axe du tube flexible est à une hauteur h = 300 mm de la surface du sol;

positionnement de la sortie du tube du convoyeur au-dessus de la chaudière: H = 2 200 mm.

Question C.1

À partir des dimensions précédentes, reporter ces valeurs sur le document DRS2 (ci-dessous).

Question C.2

En vous aidant de la présentation du convoyeur sur le document DTS9 et des caractéristiques des granulés sur le document DTS1, vérifier que la densité des granulés est compatible avec les caractéristiques de ce type de convoyeur.

Le convoyeur de référence MA40 présenté sur le DTS9 fonctionne correctement si son rayon de courbure $R$ et l'angle $\alpha$ respectent les valeurs limites imposées par le constructeur. Lors de la mise en place du convoyeur, on positionne l'ensemble tel que R = 800 mm et α = 45°.

Question C.3

Sur le document DRS2, tracer l'axe du tube du convoyeur entre son point de départ D et son point d'arrivée A. Reporter les valeurs $R$ et $\alpha$ sur le DRS2.

Question C.4

En vous aidant des tracés effectués précédemment sur le DRS2, déterminer la longueur approchée du tube du convoyeur à installer.