26e congrès de l AQME

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1 26e congrès de l AQME Récupération d énergie offrant un COP élevé avec les systèmes à débit de réfrigérant variable DRV Étude de cas: édifice Promutuel (Place de l Escarpement) Le 3 mai 2012

2 Agenda de la présentation Récupération d énergie offrant un COP élevé avec les systèmes à débit de réfrigérant variable DRV Présenté par Jocelyn Léger, ing., CEM, PA LEED Mitsubishi Electric Sales Canada Inc. Étude de cas: édifice Promutuel (Place de l Escarpement) (Le système géothermique décentralisé) Présenté par Daniel Giroux, T.Sc.A., ENERTRAK inc.

3 Récupération d énergie offrant un COP élevé avec les systèmes à débit de réfrigérant variable DRV Jocelyn Léger, Mitsubishi Electric Sales Canada Inc. DÉFINITION Débit Réfrigérant Variable (DRV)? ASHRAE Journal, Avril 2007 Le terme DRV (Variable Refrigerant Flow / VRF) consiste à ce qu un système CVAC puisse contrôler la quantité de réfrigérant qui circule à l intérieur de chacune des unités intérieures, rendant possible l utilisation simultanée de multiples évaporateurs de diverses capacités et configurations, permettant de contrôler individuellement chaque unité tout en pouvant opérer simultanément autant en mode chauffage qu en mode climatisation, dans des zones distinctes, pour ainsi récupérer et transférer l énergie d une zone à l autre

4 Réfrigérant liquide sous-refroidi Détente (Expansion) Paramètres d opération du cycle de réfrigération Pression Élevée psi Différentiel Sousrefroidissement Liquide saturée Condenseur Vapeur surchauffée Réfrigérant sous formes liquide et vapeur Basse psi Évaporateur FLASH GAS Vapeur saturée Différentiel SuperHeat Enthalpie

5 Paramètres d opération du cycle de réfrigération P1 P2 Coefficient de Performance COP COP = kw Énergie produite kw Énergie consommée par le compresseur C Vitesse variable TH 22 TH 23 Effet de refroidissement kw Output Compresseur kw Output

6 Ampérage requis (A) Comment atteindre une variation de capacité optimale? Ventilateur à vitesse variable Échangeur performant (sur 3 faces) Compresseur à vitesse variable Exigences en électricité FLA Vanne d expansion linéaire Débit du réfrigérant contrôlé par la LEV Capacité Climatisation/Chauffage kw

7 Types de systèmes Thermopompe (Air ou Eau) MODE ou Climatisation Chauffage

8 Types de systèmes Récupération d énergie (Air ou Eau) Climatisation et Chauffage

9 Flexibilité pour le choix des unités intérieures

10 Principe de récupération DRV: Boite de répartition climatisation chauffage climatisation chauffage chauffage

11 Boite de répartition Récupération entre unités intérieures

12 Types d installations possibles Lien direct avec un lac ou un bassin d eau Circuit fermé Lien direct avec une source d eau dans le sol Circuit fermé HX HX Échangeur thermique Isolation du circuit primaire Échangeur thermique Isolation du circuit primaire

13 Raccordement à un réseau existant Tour d eau Chaudière Unité refroidie à l eau

14 Installations en régions très froides Utilisation combinée avec un radiateur de fluide permettant un refroidissement du mélange eau-glycol même lors de températures froides extrêmes La température extérieure maximale ne doit pas dépasser 95º F Radiateur Fluid Cooler de fluide Pompe Pump PQHY 3-way valve to maintain water temp above 23F during low outdoor temperatures Vanne 3-voies pour maintenir la température de l eau glycolée au-dessus de 23º F lors de températures extérieures très froides

15 Système DRV refroidi à l eau avec récupération d énergie Avantage supplémentaire de pouvoir échanger de l énergie d un module à l autre en plus de pouvoir récupérer de l énergie au niveau des boîtes de répartitions

16 Unité de 8 tonnes refroidie à l eau MODE RÉCUPÉRATION 50º F ECWT Proportion d opération en mode climatisation

17 Récupération d énergie offrant un COP élevé avec les systèmes à débit de réfrigérant variable DRV Jocelyn Léger, Mitsubishi Electric Sales Canada Inc. Quand utiliser le mode récupération?

18 Diversité 1. Gain solaire variant au cours de la journée 2. Besoins différents en Chauffage & Climatisation 3. Taux d occupation

19 N Gain solaire variant au cours de la journée W E S tonnes Après-midi Matin Nuit tonnes Après-midi Nuit Matin

20 N W E S Gain solaire variant au cours de la journée 5 tonnes 3 tonnes 3 tonnes 5 tonnes Après-midi Matin Avec un système DRV, une capacité de climatisation de seulement 8 tonnes sera requise!!!

21 Taux d occupation d d Oups! Bureau fermé 2 tonnes Salle de conférence 40 tonnes Aire de bureaux Communs (cubicules) 62 tonnes Requiert 8 tonnes de climatisation au total

22 DOE Report Annual Hours of Heat Recovery

23 Calculs de charges illustrant la diversité des zones

24 Centre sportif

25 Restauration

26 Chauffage avec plancher radiant Échangeur réfrigérant-eau Géothermie

27 Étude de cas: édifice Promutuel Daniel Giroux, Enertrak inc. Entreprise lauréate Mérite commercial Desjardins Finaliste Fidéides 2010 Récipiendaire IDU 2010 Finaliste Énergia 2010

28 Étude de cas: édifice Promutuel Daniel Giroux, Enertrak inc. Niveau de certification visé : LEED-OR NC

29 Étude de cas: édifice Promutuel Daniel Giroux, Enertrak inc. Le projet est soumis au programme d Hydro-Québec Appui aux initiatives Optimisation énergétique des bâtiments Selon les rapports préliminaires de résultats : Coûts et estimation de l appui financier : Économies d énergie admissibles kwh, soit la consommation de 65 résidences unifamilales standard soit 42,3% Pour un appui financier confirmé de $ À ce jour, la compilation de la facturation d Hydro-Québec pour le bâtiment comprenant pi 2 de bureaux et pi 2 de stationnement, un coût d énergie annuel réparti de 1,39$/pi 2 pour la section bureau et de 1,07$/pi 2, pour l ensemble des surfaces de l immeuble incluant les charges aux prises et le chauffage du stationnement.

30 Étude de cas: édifice Promutuel Daniel Giroux, Enertrak inc. Le Design Géothermie (puits/forages) Types (drv) et types eau-eau Capacités Facteur de diversité Localisation/récupération Schéma de tuyauterie/contrôles Choix des pompes de glycol Installation/entrepreneurs Etc

31 Étude de cas: édifice Promutuel Daniel Giroux, Enertrak inc. Le type d équipement choisi FORAGES 40 puits verticaux de 500 pieds chacun

32 Étude de cas: édifice Promutuel Daniel Giroux, Enertrak inc. Le type d équipement choisi 7 thermopompes eau-eau d une capacité de 10 tonnes pour le chauffage périmétrique

33 Étude de cas: édifice Promutuel Daniel Giroux, Enertrak inc. Le type d équipement choisi 40 thermopompes fréon-eau (R410A) de MBH avec condenseur à l eau en section

34 Étude de cas: édifice Promutuel Daniel Giroux, Enertrak inc. Le type d équipement choisi 40 boîtes de répartition de réfrigérant (BC controller)

35 Étude de cas: édifice Promutuel Daniel Giroux, Enertrak inc. Le type d équipement choisi Les contrôles Contrôleurs simples de zones

36 Étude de cas: édifice Promutuel Daniel Giroux, Enertrak inc. Le type d équipement choisi 301 ventilo convecteurs à expansion directe

37 Étude de cas: édifice Promutuel Daniel Giroux, Enertrak inc. Le type d équipement choisi 301 ventilo convecteurs à expansion directe

38 Étude de cas: édifice Promutuel Daniel Giroux, Enertrak inc. Le type d équipement choisi Les contrôles 7 contrôleurs centralisés avec la possibilité d aller vers le bms dans le futur

39 Localisation/Récupération La récupération de chaleur Étude de cas: édifice Promutuel Daniel Giroux, Enertrak inc.

40 Boîtier de répartition BC Controller Diagramme d un système DRV avec récupération d énergie Groupe compresseur-condenseur Vanne 4 voies Changement de mode Climatisation Chauffage COOLING MODE MODE CHAUFFAGE Chaleur absorbé Le condenseur agit comme évaporateur VFD Absorbtion de chaleur AIR EAU GÉOTHERMIE (SOL) ΔT T 1 T 2

41 Choix des pompes de glycol Étude de cas: édifice Promutuel Daniel Giroux, Enertrak inc.

42 Panneau de contrôle géothermie Étude de cas: édifice Promutuel Daniel Giroux, Enertrak inc.

43 Étude de cas: édifice Promutuel Daniel Giroux, Enertrak inc. Les avantages Économie d énergie / efficacité Niveaux de bruit Espace utilisé Diversité Redondance Double récupération de chaleur

44 Étude de cas: édifice Promutuel Daniel Giroux, Enertrak inc. Installation et entrepreneurs LES HABITUDES SONT CHANGÉES!!! Le focus est axé sur la réfrigération Premier projet d envergure avec ce type d équipement donc : apprentissage pour les entrepreneurs - formation générale - tuyauterie (brasage) - adressage - vacuum - calculs de charge de R410A

45 Étude de cas: édifice Promutuel Daniel Giroux, Enertrak inc. Schéma de tuyauterie/contrôle

46 Étude de cas: édifice Promutuel Daniel Giroux, Enertrak inc. Questions?

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