Climatisation solaire Applications et retours d'expériences à des bâtiments tertiaires

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Henriette Mireille Lapierre
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1 Climatisation solaire Applications et retours d'expériences à des bâtiments tertiaires Daniel Mugnier TECSOL S.A. 20 juin 2007 Siège : Perpignan Agence Rhône Alpes (Rue Neuve, Lyon, I er )

2 DIREN IHK Maclas 3 bâtiments différents DIREN (FR) : bureaux IHK (ALL) : salle de conférences MACLAS (FR) : maison de retraite Avec 3 technologies ETC + ABS. + tour SAC + DEC ETC + ABS. + dry

3 ! Conditions tropicales (Lat. : 16 N) Vue du bâtiment Bureaux DIREN Guadeloupe (FR) Surface rafraîchie : 570 m² Surface capteurs : 61 m² (ETC) Puissance froid : 35 kw (ABS) Champ de capteurs solaires

4 COOLING loop SOLAR RADIATION COLD WATER BUFFER STORAGE TANK COMPRESSION SYSTEM SOLAR COLLECTORS Hot water HOT WATER BUFFER STORAGE TANK Chilled water Hot water ABSORPTION COOLING MACHINE Hot water Heat rejection COOLING TOWER E C G A Heat extraction Schéma de principe du système

STORAGE TANK Chilled water Hot water ABSORPTION COOLING MACHINE Hot

5 Conception du système - Sortie frigorifique : 30 kw - COP moyen : 0.70 Capteurs sous vide Giordano - Entrée requise par le générateur : 42.8 kw - Énergie solaire de référence fournie : 700 W/m² - Surface utile de capteurs solaires nécessaire : 61.2 m².

6 Performances - Demande en froid : kwh/an (68 kwh/m² par an) - Fourniture en froid solaire : kwh/an - Électricité économisée : kwh/an ; - Énergie primaire économisée : environ 3 TEP/an - Économies financières : /an - Impact environnemental : émissions réduites de 8 tonnes CO 2 par an Mais des soucis techniques sur le circuit tour de refroidissement et pour la maintenance dans les Antilles

Économies financières : 1 500 /an - Impact environnemental : émissions réduites de 8 tonnes CO 2 par an

7 Système à desiccation - IHK à FREIBURG (Allemagne) Bâtiment IHK Champ de capteurs solaires à air Surface rafraîchie : 215 m² Surface capteurs : 100 m² (SAC) Puissance froid : 35 kw (DEC)

8 Bâtiment et charge Surface Volume Nombre maximum de personnes - m² Salle de conférence 148 Cafétéria 165 Total 213 m Taux de renouvellement d air / besoins hygiéniques Taux de renouvellement d air hygiénique m 3 /h /h

20 120 Taux de renouvellement d air / besoins hygiéniques Taux de

9 Principe du système DEC En été En hiver

10 Conception du système Zone de confort Standard allemand DIN 1946 part II Confort prévu pour des conditions extrêmes Seules quelques heures avec un excès d humidité et de température

11 Performance du système pour un jour particulier d été 15/08/2001 Valeur de réf. de 26 C pour la température de la pièce seulement légèrement dépassée

12 Économie Coût du DEC + installation : 69 %. Champ de capteurs solaires : 10 % Une installation qui fonctionne bien mais qui a bénéficié d une très forte action de R&D pour optimisation(thèse, programmes européens )

Application petites puissances Focus sur la règlementation : «Arrêté du 13/12/2004» - Tout type de tour concerné : 10 kw -> 2 MW - Règles de dimensionnement : pare goutelettes obligatoire Chaleur

13 Application petites puissances Focus sur la règlementation : «Arrêté du 13/12/2004» - Tout type de tour concerné : 10 kw -> 2 MW - Règles de dimensionnement : pare goutelettes obligatoire Chaleur solaire distance mini / fenêtres limites niveaux bruit - Contrôle périodique Légionnelle (1/mois et 1/3 mois si tout est OK) Refroidissement - Précautions pour la maintenance - Utilisation déconseillée pour le milieu médical et paramédical En France : pas de tour humides pour les petits systèmes?

bruit - Contrôle périodique Légionnelle (1/mois et 1/3 mois si tout est OK) Refroidissement - Précautions pour la

14 Bâtiment cible : Résidence du Lac (3 500m²) Maître d ouvrage : SIEL Maison de retraite - Maclas (Loire) Situation géographique : Pilat Altitude : 400 m Description technique : - 24 m² (surface utile) capteurs Thermomax Mazdon (12 x 2 m²) Bâtiment Localisation capteurs Champ de capteurs (exemple)

Altitude : 400 m Description technique : - 24 m² (surface utile) capteurs

15 Description technique - Machine à absorption 10 kw - Sonnenklima Suninverse

16 Description technique - Caractéristiques de la charge : Besoins d énergie toute l année - Rafraîchissement en été (Juin -> fin Août) => 200 m² salle de vie - Longue période de chauffage (Octobre -> fin Mai/début Juin) 2 niveaux de distribution : Espace de vie - ventiloconvecteurs - chauffage central - Maintenance : mois de Septembre

période de chauffage (Octobre -> fin Mai/début Juin) 2 niveaux de distribution :

17 Description technique - Caractéristique particulière : Environnement paramédical : dissuasif pour une tour humide => solution = drycooler 25 kw Lieu pour le drycooler : façade Nord Espace pour le drycooler

18 Schéma de principe T1 Capteurs solaires Ventiloconvecteurs Régulation pompe évaporateur Aérocondenseur Ens P6 Fonctionnement toute l'anneé Vers piquage sur réseau chauffage central P5 VE Ballon tampon 500 l P3 Cpt 3 Te éva AUTOMATE Con Eva Abs Tsc Cpt 4 P4 24 C - 27 C Teb Teg Ts éva Tec 80 C Tsg P2 Cpt 2 Gén VE Cpt 1 Tsb T2 Machine à absorption P1 VE Régulation pompe générateur VE Fonctionnement en été si machine en fonctionnement Circulateur Schéma n 3 Mai 2007 Clapet anti-retour (sens de circulation) Vanne d'arrêt NO RD Régulateur différentiel Sonde BP TECNOSUD PERPIGNAN TECSOL Tél : Fax : Résidence du Lac (SIEL) - Maclas (42) Vanne d'arrêt NF Soupape de sécurité Purgeur d'air automatique Compteur volumétrique à émetteur d'impulsions EXE Schéma de principe

Fonctionnement en été si machine en fonctionnement Circulateur Schéma n 3 Mai 2007 Clapet anti-retour (sens de circulation) Vanne d'arrêt NO RD Régulateur différentiel Sonde BP 90434 - TECNOSUD - 66

19 Efforts spécifiques dans la conception : - Sous dimensionnement délibéré du système solaire : rafraîchissement (24 m² ETC => 15 kw max) - Capteurs tubes sous vide caloduc : protection temp. max (obligatoire avec un drycooler) - Unité de contrôle = unité de suivi - Utilisation d un ballon de stockage standard (échangeurs en série) Ballon standard avec 2 échangeurs

temp. max (obligatoire avec un drycooler) - Unité de contrôle = unité de suivi -

20 Répartition des coûts

21 Bilan énergétique - Rafraîchissement : kwh/an (3 mois) - Chauffage : kwh/an (8 mois) TOTAL = kwh/an Economies d énergie + Rafraîchissement : 5 ç /kwh (EER = 2 ; splits) + Chauffage : 6 ç /kwh (chaudières fioul ; 85 %) - Consommation électrique : 845 kwh = 85 ç /an TOTAL = 630 /an

22 Données économiques - Maître d ouvrage : SIEL - Budget total : Financements ADEME/Région : 50%?? - T.R 20 ans (avec augmentation prix énergie de 5%/an) Mais si Prix d objectif = et 50% crédit d impôt sur matériel ( ) Temps de retour 15 ans Acceptable pour une durée de vie du système d environ 20 ans?

23 Conclusions Bâtiment DIREN : conditions tropicales intéressantes Salle de conférence/cafétéria IHK : système fiable et performant Maison de retraite Maclas : innovation et démonstration -> Des résultats prometteurs et d autres moins bons -> Actions de mesures très importantes Opérations exemplaires et de démonstration à poursuivre en parallèle de programmes de R&D

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