Projet CLIMATER – Optimisation Climatisation Centralisée

Les performances des installations de climatisation centralisée sont très variables. Elles dépendent des paramètres de fonctionnement et des choix de conception d’origine.

La présente étude ambitionne de valoriser les économies d’énergie potentielles d’une installation existante sur un poste fortement consommateur : les auxiliaires et plus précisément les pompes.

1. Optimisation des installations existantes

Contexte

Le poste « circulation d’eau » dans une installation de ce type représente d’après la littérature entre 25 et 40% de la consommation électrique globale de la climatisation dans le tertiaire.
Aussi nous proposons d’étudier la performance globale de ces installations (y compris distribution hydraulique) et le cas particulier de leur modification en remplaçant les pompes à débit fixe par des pompes à débit variable associées à des vannes 2 voies.

Consolidation des économies potentielles / Outil

Les économies d’énergie liées à ce processus seront mises en avant (via une instrumentation sur un site précis) et extrapolé à toutes tailles de projet via un tableur. Cette feuille de calcul permettra aux organismes financeurs d’établir plus aisément des calculs de subvention pour ce genre de dossier d’économie d’énergie.

Vulgarisation

L’objectif de ce projet est par conséquent de mettre en avant cette démarche auprès des différents Maîtres d’Ouvrages concernés et de la vulgariser de façon à convaincre un maximum de personnes et engager des réflexions / travaux sur les gros bâtiments tertiaires existants.

2. Comparitif des différents process de climatisation existants

Présentation

En parallèle du sujet principal, nous prévoyons d’élargir le projet (dans le cadre d’un second volet) aux installations de climatisation à détente directe toujours dans le tertiaire.

Étude comparative

Cette démarche nous permettra de proposer une analyse et une comparaison des différentes solutions techniques actuellement sur le marché pour la climatisation dans le tertiaire :

• systèmes centralisés à eau glacée performant (résultats issus du premier volet du présent projet)
• systèmes à détente directe de type DRV
• systèmes à détente directe de type split système

Outil d’aide à la décision

À l’issue de ce second volet, il est prévu de créer un outil d’aide à la décision, dans le choix de la solution technique adaptée à chaque projet de construction, pour les différents intervenants (BET, MOE, client, utilisateurs…) et cela en fonction de plusieurs critères (coût d’installation, coût d’entretien maintenance, durée de vie, confort, conduite et pilotage des installations, esthétique architecturale, …).

3. Communication / transfert de connaissance

Nous communiquerons régulièrement, dès le premier mois de démarrage, pour informer sur le déroulé de notre projet.
Nous prévoyons de valoriser et disséminer les résultats de ce projet à travers différentes voies de communication comme :

• communications techniques scientifiques dans une revue spécialisée (ex : La Revue générale du froid)
• communication par le biais de newsletter diffusées par des sites spécialisés
• création d’un guide synthétique, diffusé par voie numérique et en séminaires
• organisation de séminaires d’information et de présentation du guide à destination de différents publics (les Maîtres d’ouvrage, les bet et les entreprises installatrices sur les secteurs océan indien et Antilles/Guyane)
• organisation d’un webinaire qui permettra d’inviter l’ensemble des acteurs et présentera l’avantage de pouvoir être enregistré et diffuser largement par email et/ou mis en ligne sur notre site internet

Shéma de fonctionnement d’une installation à débit fixe

Shéma de fonctionnement d’une installation à débit fixe

Le débit qui circule dans les différents terminaux est constant, la vannes 3 voies et le bypass régule la quantité d’eau nécessaire en fonction des besoins des différents locaux.
La pompe ne varie pas, le débit global est donc constant malgré les besoins réduits sur certains terminaux.

Schéma de fonctionnement d’une instalation à débit variable

Shéma de fonctionnement d’une installation à débit variable

Le débit qui circule dans les différents terminaux s’adapte aux besoins des différents locaux via la vanne 2 voies qui ne laisse passé que la quantité nécessaire d’eau glacée.
La pompe s’adapte, le débit global est donc réduit pour coller aux besoins.

Évolution du débit d’un circulateur en cas de fermeture des vannes 2 voies terminales (installation à débit variable avec vannes 2 voies) :

On diminue la vitesse du circulateur en maintenant une pression constante dans le réseau : le point de fonctionnement passe de B à D.

La consommation électrique du circulateur étant proportionnelle à la surface du graphique (hauteur manométrique x débit), cette dernière diminue proportionnellement au débit.

Chiffres clés

D’après la littérature et nos premières approches, le poste « circulation », dans les installations de climatisation à eau glacée, qui représente entre 25 et 40% de la consommation électrique, peut être réduit d’environ 40% en mettant en place des pompes à débit variable associées à des vannes deux voies.

Le gain envisageable sur la consommation électrique d’un bâtiment tertiaire se situe entre 5 et 8%.
Le secteur tertiaire à la Réunion représente environ 40% de la consommation électrique de l’île (bâtiments existants).

À l’échelle de l’île de la Réunion, c’est un enjeu de réduction de 1 à 2% de la consommation globale.

À l’échelle de la Guyane, c’est un enjeu de 0.5 à 1% de la consommation globale.