Accumulateurs à changement de phase

RÉCUPÉRATION
ET
ACCUMULATION DE L’ÉNERGIE
L ÉNERGIE DES
GAINS INTERNES
Présentation AGIP 24 et 26 avril 2007
TYPES DE GAINS INTERNES
L gains
Les
i iinternes
t
se di
divisent
i
t en 3 catégories
té i principales
i i l
a) Les gains d’éclairage et de services
b) Les gains de personnes
c) Les gains solaires
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1
Gains d’éclairage et service
Les gains d’éclairage représentent en moyenne un gain de 1.2
watt/h au pied carré.
Les gains de service (moteurs, appareils, ordinateurs, etc)
représentent en moyenne un gain de 0.5 watt/h au pied carré.
Ce 1.7 watt/h représente un gain interne de plus de 850 kW/h
p
pour
un collège
g de 500 000 p
pieds carrés.
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Gains de personnes
Les gains de personnes représentent un gain moyen de 90
watts par personne
Pour un college de 4000 éleves, le gain interne associé à
l’activité humaine représente un gain de 360 kW/h.
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2
Gains solaires
Les surfaces vitrées des bâtiments, sont des collecteurs
d’énergie solaire représentant des gains de 2 watt/h à 60 watt/h
au pied carré de fenêtre.
Ce qui représente des gains internes moyens de 350 kW/h pour
un collège de 500 000 pieds carrés avec des pointes de ± 1000
kW/h en p
période d’ensoleillement maximum.
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FREE COOLING
Lorsque la température extérieure est inférieure à 55°F les
systèmes
tè
d ventilation
de
til ti
actuels,
t l éliminent
éli i
t la
l surchauffe
h ff des
d
différents locaux, en évacuant à l’extérieur le surplus de chaleur
provenant des gains internes. Cette technique est connue sous
l’appellation de « free cooling ».
Par cette technique, aucun gain interne n’est récupéré. Le
pourcentage d
d’air
air frais augmente en fonction des gains internes
et de la température extérieure.
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3
APPLICATION DE LA RÉCUPÉRATION
DES GAINS INTERNES
En période de chauffage, le refroidissement des locaux par un
système d’eau refroidie centralisé permet d’utiliser les gains
i t
internes
en les
l récupérant
é
é t sur l’l’eau d
du condenseur
d
(90° F à
115° F) pour:
• Le préchauffage dans les prises d’air frais des systèmes 100%
air frais (ex. les laboratoires),
• Le préchauffage de l’air de compensation de la cuisine
• Le préchauffage de l’air de compensation des vestiaires et des
toilettes
• Le préchauffage de l’eau domestique d’environ 20°F;
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BILAN ÉNERGÉTIQUE
Plus la température extérieure est basse, plus les possibilités de
récupérer les gains internes sont grandes.
La possibilité de récupérer les gains internes est de 100% à une
température extérieure de 25°F (-4° C) et diminue à 0% à une
température extérieure de 65°F (18° C).
Or 52% de la demande de chauffage annuel se situe à une
température supérieure à 25° F (-4° C)
4
RÉPARTITION DE LA DEMANDE DE CHAUFFAGE
Répartition de la demande annuelle de chauffage selon la température extérieure
degré
C
26,9
26
9
21,1
18,3
15,6
12,8
10,0
7,2
4,4
1,7
-1,1
-3,9
-6,7
,
-9,4
-12,2
-15,0
-17,8
-20,6
-23,3
-26,1
-28,9
-31,7
-34,4
degré
F
F
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
-5
-10
-15
-20
-25
-30
hrs/an
8760
760
600
600
500
550
600
550
700
650
650
550
500
400
390
260
200
120
120
30
20
5
5
temp de base
oF
dt
70
70
70
70
70
70
70
70
70
70
70
70
70
70
70
70
70
70
70
70
70
70
-5
5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
chauffage
kw/degr F
1,0
10
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
,
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
chauffage
kw/ans/dt
chauffage
kw/ans
chauffage
%
5000
8250
12000
13750
21000
22750
26000
24750
25000
22000
23400
16900
14000
9000
9600
2550
1800
475
500
258725
258725
258725
258725
258725
258725
258725
258725
258725
258725
258725
258725
258725
258725
258725
258725
258725
258725
258725
1,9%
3,2%
4,6%
5,3%
8,1%
8,8%
10,0%
9,6%
9,7%
,
8,5%
9,0%
6,5%
5,4%
3,5%
3,7%
1,0%
0,7%
0,2%
0,2%
51,6%
48,4%
ACCUMULATEURS D’ÉNERGIE
TYPES D’ACCUMULATEURS D’ÉNERGIE
a) Accumulation d’énergie par élévation de température d’un
élément donné.
exemple : eau = 1 btu x degré F x lbs
b) Accumulation d’énergie par changement d’état d’un élément
donné.
exemple
l : eau = 12 000 bt
btu x ttonne d
de glace
l
quii ffond
d
(6 btu x lbs de glace)
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ACCUMULATEUR À BASSE TEMPÉRATURE
L accumulateurs
Les
l t
d’é
d’énergie
i àb
basse ttempérature
é t
permettent
tt t
de climatiser sans l’apport d’équipement mécanique
(compresseur) en utilisant la masse d’un médium dont la
température à été abaissée préalablement
Exemple: glace, matériaux à changement de phase, saumure,
ect.
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APPLICATION DE LA RÉCUPÉRATION DES GAINS
INTERNES JUMELÉE AVEC ACCUMULATEUR
D’ÉNERGIE À BASSE TEMPÉRATURE
Lorsque la demande de préchauffage de l’air frais et de l’eau
domestique est inférieure à la capacité de récupération des gains
internes, l’utilisation d’un accumulateur d’énergie à basse température
permet d’accumuler les gains internes pour les utiliser plus tard PAR
LE REFROIDISSEMENT DE L’ACCUMULATEUR.
•
•
En périodes occupées ou les gains internes sont réduits.
Exemple : le soir ou le nombre d’élèves est réduit et les gains solaires
sont inexistants
inexistants.
En période non occupée ou les gains internes sont inexistants.
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APPLICATION D’UNE BANQUE D’ÉNERGIE À BASSE
TEMPÉRATURE EN CLIMATISATION
Réduction de la pointe en période estivale.
L’installation d’une banque d’énergie à basse température
permet de remplacer ou réduire l’utilisation d’un refroidisseur
pendant les périodes de pointe électrique.
Réduction de la puissance des refroidisseurs à installer
L’installation d’une banque d’énergie à basse température
permet de réduire la capacité des refroidisseurs installés tout en
maintenant la capacité de pointe en climatisation.
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APPLICATION D’UNE BANQUE D’ÉNERGIE À BASSE
TEMPÉRATURE EN CLIMATISATION
courbe d’opération type
TONNES DE DEMANDE DE CLIMATISATION : 700 TONNES MAX
TONNES DE PRODUCTION DE CLIMATISATION 300 OU 600 TONNES
TONNES DE TRANSFERT DE CLIMATISATION DE/VERS BANQUE DE FROID
TONNES-HEURE DE RÉSERVE DANS LA BANQUE DE FROID
2000
1500
1000
500
11
12
7
8
9
10
3
4
5
6 pm
7
8
9
10
11
m idi
1
2
-500
3
4
5
6 am
1
2
0
GRAPHIQUE DE DEMANDE
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ACCUMULATION PAR ÉLÉVATION DE TEMPÉRATURE
Les accumulateurs d’énergie par élévation de température doivent
répondre aux critères suivants;
• Avoir une température maximum permettant de climatiser (± 45°F)
• Avoir une température minimum supérieure au changement d’état
d état
du médium caloporteur (± 35°F) pour l’eau, (± 0°F) pour le glycol
25%
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ACCUMULATION PAR CHANGEMENT DE PHASE
Les accumulateurs d’énergie par changement de phase doivent
répondre aux critères suivants;
• A
Avoir
i une ttempérature
é t
maximum
i
permettant
tt t de
d climatiser
li ti
(± 45°F)
• Être fabriqué de façon à résister au stress du changement de
phase
Banque de glace
Réservoir de MCP
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RÉCUPÉRATION
ET
ACCUMULATION DE L’ÉNERGIE
L ÉNERGIE DES
GAINS INTERNES
Présentation AGIP 24 et 26 avril 2007
3645 Grande-Allée,
Boisbriand,, J7H 1H5
T: 450 420-3778
F: 450 420-3796
[email protected]
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