Restauration collective

Sommaire 

• Présentation générale du projet  
• Problématique 
• Bilan et amélioration des pertes d’énergie dans les récepteur inductifs 

Présentation générale 

Dans le cadre du projet de terminale Sti2d, nous allons vous présenter notre projet portant sur la restauration collective.    

Nous avons choisis cette thématique car elle répond aux attentes concernant la question d'économie d'énergies mais aussi du développement durable.

Présentation générale 

Le but de notre projet est d’améliorer, dans le cadre de la question du développement durable, les consommations et les pertes d’énergies dans un restaurant collectif. Ceci dans le but d'optimiser au maximum l'utilisation et l'apport de l'énergie afin de réduire les coûts et les pertes.

Pour cela nous étudierons les solutions scientifiques technologiques et durable capable de répondre à notre problématique.

      Bilan et amélioration des pertes d'énergie dans les recepteurs inductifs

Le but de ma partie est de réaliser un bilan complet des pertes d'énergie dans les récepteurs inductifs présents dans le restaurant et d'étudier les solutions technologiques et scientifiques possible afin de les réduire et ainsi réduire les coûts et d'optimiser l'utilisation de l'énergie.

Pour cela je vais principalement étudier le phénomène de compensation afin de déterminer si ce phénomène est une solution à l’amélioration des pertes d'énergie.

      Bilan et amélioration des pertes d'énergie dans les recepteurs inductifs

                                             Introduction

Notre restaurant collectif possèdes différent moteurs comme le convoyeur d'évacuation des plateaux, les hottes, caisson de ventilation et les ventilateurs des fours...

Tout ces systèmes électrique utilisent le courant alternatif et mettent en jeu deux formes d'énergie : l'énergie active et l'énergie réactive. Dans les processus utilisant l'énergie électrique seule l'énergie active est transformée au sein de l'outil de production en énergie mécanique, thermique, lumineuse, etc... L'autre, l'énergie réactive sert notamment à l'alimentation des circuits magnétiques des moteurs. 

      Bilan et amélioration des pertes d'énergie dans les recepteurs inductifs

                                             Conséquences 

La circulation des puissances active et réactive provoque des pertes actives et des chutes de tension dans les conducteurs. Les pertes actives réduisent le rendement global des réseaux

Le transport de la puissance réactive sur le réseau intérieur du restaurant entraîne les inconvénients suivants :

• surcharge ou sur dimensionnement des installations (transfo, câbles, etc...)

• pertes actives plus importantes dans ces ouvrages

• augmentation de la facture.

      Bilan et amélioration des pertes d'énergie dans les recepteurs inductifs

Nous venons de voir que tous les moteurs et tous les appareils fonctionnant en tension alternatif et comprenant un circuit magnétique absorbent deux formes d'énergie :

• une énergie dite active, qui se manifeste par un travail sur l'arbre d'un moteur par exemple.

• une énergie dite réactive, qui ne sert qu'à aimanter le fer du circuit magnétique.

A chacune de ces énergies correspond un courant actif (Ia), en phase avec la tension du réseau et un courant réactif (Ir), appelé aussi courant magnétisant. Celui-ci étant déphasé de 90° en arrière par rapport au courant actif. Les deux courants actif et réactif se composent vectoriellement pour former le courant apparent, déphasé d'un angle Phi par rapport au courant actif. Ce courant dit apparent est cependant bien réel, puisque c'est celui qui parcourt les divers conducteurs du circuit, depuis la source jusqu'au récepteur inclus, et qui provoque entre autre l'échauffement de ces conducteurs, donc les pertes d'énergie par effet joule.

Solutions

      Bilan et amélioration des pertes d'énergie dans les recepteurs inductifs

Donc la solution la plus évidente serai de réduire le déphasage en réduisant le cos (phi) de manière à le rapprocher le plus possible de la valeur  0.94

Pour cela nous devons rechercher la solution scientifique et technologique permettant de réduire la puissance réactive ou plutôt de fournir l’énergie nécessaires aux circuit directement depuis le restaurant 

Solutions

                                                             Puissance active       Puissance réactive

Moteurs ventilations des fours:              2x 6,1Kw                       2x3,78 KVar

Moteur convoyeur plateaux:                   0,454 Kw                       0,605 KVar

Moteur des hottes                                         1,5 Kw                         1,36 KVar

Donc                                            ΣP = 14,15 Kw              ΣQ = 9,52 KVar

               Calculs des puissances actives                                         et réactives totales                            

tan(φ) = Q/P = 952/14,15 = 0,67

Donc φ =33,8 et cos(φ) = 0,83

L'objectif est d'amener le cos(φ) à 0,94 donc φ=19,95

=> Q2  doit être égale à P x tan(φ) soit 14,15 x tan(19.95)

Q2 =5,136 KVar

Les condensateurs doivent donc fournir une énergie réactive de 9,52-5,136 = 4,384 KVar

Nous allons à présent déterminer la capacité des condensateurs selon le type de couplage.  

                  Calculs des capacités des                                                    condensateurs                                                     

.Couplage Etoile pour la batterie de condensateur :

La puissance consommée sur une phase est identique sur les 3 phases 

Les condensateurs sont couplés en étoile donc ils sont soumis à une tension simple (phase et neutre)

La puissance fournie par les condensateurs Qc=-V².C.w   (avec Qc = Q/3)

Donc Qc = 1,46x10^3 = (-230)²xCx2.π.F

=> C =87,8µF

                 Calculs des capacités des                                                  condensateurs                                                     

.Couplage Triangle pour la batterie de condensateur :

La puissance consommée sur une phase est identique sur les 3 phases 

Les condensateurs sont couplés en triangle donc ils sont soumis à une tension composée (entre phases)

La puissance fournie par les condensateurs Qc=-U².C.w (avec Qc = Q/3)

Donc Qc = 1,46x10^3 = (-400)²xCx2.π.F

=> C = 29µF

intéressant en couplage triangle la capacité des condensateurs est moins importante...