Présentation du bain régulé en température - pedagogique

BAIN REGULE EN
TEMPERATURE
Sommaire :
 Présentation du système
 Schémas électriques

DOSSIER TECHNIQUE Bain régulé en température
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1. PARTIE OPERATIVE :
Elle est constituée du réservoir en acier inoxydable contenant 23 litres d'eau et de dimensions L = 354 mm, l = 325
mm et h = 200 mm.
Il est équipé de :
 Une sonde de température PT100
 D’un thermoplongeur monophasé d’une puissance de 3 kW alimenté en 230 V / 50 Hz.
 D’un thermostat de sécurité qui limite la température du bain principal à 65°C.
 D’une sonde résistive de contrôle de niveau.
Le remplissage de cette cuve se fait par l’intermédiaire d’une vanne au dos du système. La vidange est assurée par
une vanne « quart de tour », situé en dessous de la cuve.
Un dispositif de perturbation est réalisé grâce à un serpentin de cuivre dans lequel circule un débit d’eau variable. La
variation du débit est réalisée par l’intermédiaire d’un débitmètre au dos du système, gradué de 0 à 100l/h.
Deux sondes de températures sont placées une en entrée et l’autre à la sortie de l’échangeur ainsi créé.
1.1. Contrôle de la puissance de chauffage :

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Le contrôle est assuré par le régulateur qui commande un contacteur statique monophasé à thyristors par
l’intermédiaire d’un convertisseur de signal. Selon l'amplitude du signal de commande délivré par le régulateur, le
relais statique, fonctionnant en trains d'ondes entières, fournit un rapport cyclique différent.
Le rapport cyclique du train d'ondes sinusoïdales délivré par le gradateur au thermoplongeur est donc directement
lié au courant de sortie du régulateur.
La puissance du chauffage et le signal de sortie du régulateur sont liés par l’échelle de correspondance suivante :
Avec OP: valeur en % de la puissance de chauffe (100 % = 3 kW).
is : courant de sortie du régulateur (en mA).
1.2. Equipements complémentaires
Les vannes manuelles V3 et V1 assurent respectivement le remplissage et la vidange du réservoir principal.
Un détecteur de niveau bas, à sonde résistive, coupe l'alimentation du circuit de chauffage en cas de manque
d'eau.
Un thermostat de sécurité, à tension de vapeur, désactive le chauffage si la température dépasse la valeur réglée.
2. RESERVOIR AUXILIAIRE DE PERTURBATION :
Ce réservoir a une capacité utile de 3 litres. Il peut être rempli au moyen du récipient gradué, et vidangé grâce à la
vanne V2.
L'eau introduite ou extraite de ce réservoir, est source de perturbation pour la boucle de régulation de température du
bain principal.
L'évolution de la température de l'eau du bain auxiliaire peut être suivie grâce à un capteur de type Pt 100, associé à
un indicateur numérique disposant d'une sortie de recopie de mesure.
Cette chaîne de mesure est conforme au schéma ci-dessous
La tension Vm est disponible sur la sortie coaxiale en façade du système.
3. ECHANGEUR DE CHALEUR A SERPENTIN DE CUIVRE :

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Une circulation d'eau peut être entretenue dans cet échangeur. Le débit est réglable par la vanne pointeau FV 20 dans
la plage 0 à 100 l/h. Les températures de l'eau en entrée et en sortie de l'échangeur sont mesurées par des capteurs à
résistance Pt 100, connectés à des indicateurs numériques.
L'enregistrement des températures est possible grâce aux sorties de recopie des indicateurs. La puissance utile de
l'échangeur est de l'ordre de 1 kW dans les conditions de fonctionnement suivantes :
– Températures du bain principal : 50°C
– Température de l'eau en entrée : 20°C
– Débit volumique : 35 l/h
L'échangeur permet donc de créer des pertes thermiques réglables permettant d'analyser dans des conditions variées
le comportement de la boucle de régulation principale.

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Schémas électriques