Mise en place d une installation de récupération d énergie sur les eaux usées

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1 Mise en place d une installation de récupération d énergie sur les eaux usées

2 Préambule Dans une démarche de développement durable, la ville de Valenciennes a souhaité intégrer des énergies renouvelables pour la production de chaleur de son Hôtel de ville, jusqu alors alimenté et chauffé par une chaufferie au Gaz naturel.

3 LA RÉCUPÉRATION D ÉNERGIE SUR EAUX USÉES Les canalisations d assainissement véhiculent, dans les zones urbaines et périurbaines, des eaux usées dont la température se situe entre 13 et 16 C tout au long de l année. Cette ressource en énergie est disponible en continue et peut être utilisée pour le chauffage et le rafraîchissement de bâtiments via des pompes à chaleur. Chaufferie Pompe à chaleur Station d épuration Échangeur pour récupération de calories

4 DÉTERMINATION DES BESOINS La chaufferie, située au sous-sol de l Hôtel de Ville, est composée de 2 chaudières Gaz naturel d environ 950 kw chacune. La chaufferie assurait uniquement les besoins liés au chauffage du bâtiment, pas de production Centralisée d Eau Chaude Sanitaire.

5 Les consommations moyennes annuelles de Gaz naturel s élèvaient à environ MWh PCS. 400 MWh 350 MWh Consommation Gaz 300 MWh 250 MWh 200 MWh 150 MWh 2006 : 1761 MWh PCS/an 2007 : 1603 MWh PCS/an Année Type : 1700 MWh PCS/an 100 MWh 50 MWh 0 MWh Janv Févr Mars Avr Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov Déc Mois

6 Le graphique ci-dessous présente la répartition mensuelle des besoins énergétiques par type d émetteur. 250 MWh 200 MWh Haute Température - CTA : 195 MWh/an (soit 15%) Basse Température - Radiateurs : 780 MWh/an (soit 60%) Basse Température - Planchers : 325 MWh/an (soit 25%) Energie 150 MWh 100 MWh 50 MWh 0 MWh Janv Févr Mars Avr Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov Déc Mois

7 DIMENSIONNEMENT DE L INSTALLATION La canalisation considérée pour la récupération d énergie sur eaux usées est le Φ2000 sous la place du Hainaut puis sous la place du Marché aux herbes. Canalisation Φ 2000 mm Echangeur dans canalisation Φ 2000 mm Liaison extérieure - Cheminement en terre Liaison extérieure - Cheminement dans les collecteurs Hôtel de ville

8 L installation de Récupération de Chaleur sur Eaux Usées sert à couvrir la base des besoins à basse température (Planchers et Radiateurs) avec un appoint/secours Gaz naturel. Les besoins pour le circuit non-régulé (Rideaux d air chaud et CTA) sont couverts par la chaufferie Gaz naturel. L installation de récupération de chaleur sur Eaux Usées est constituée de : L échangeur eaux usées, 1 pompe à chaleur, 1 ballon tampon. Schéma de principe de l installation Le fluide caloporteur circulant entre l échangeur Eaux Usées et l évaporateur de la PAC est de l eau glycolée à 20% MPG. Dimensionnement de la PAC Après étude du potentiel énergétique du réseau d assainissement et des besoins de l hôtel de ville, la PAC installée a été dimensionnée à 300 kw. Environ 225 kw proviendront ainsi des échangeurs placés dans le réseau d assainissement, et 75 kw seront d origine électrique. Ce dimensionnement autorise un fonctionnement en tarif jaune, et un COP machine de 4.

9 Bilan de l installation La couverture énergétique de l installation sur Eaux Usées est d environ MWh/an ce qui représente 90% des besoins Basse Température (Planchers + Radiateurs) et 77% des besoins Totaux. 800 kw Puissance 700 kw 600 kw 500 kw 400 kw 300 kw 200 kw 100 kw Apoint HT - CTA : 195,3 MWh/an (soit 15% des Besoins Totaux) Appoint BT - Planchers + Radiateurs : 104,6 MWh/an (soit 8% des Besoins Totaux) Couverture PAC : 1001,6 MWh/an (soit 90,6% des Besoins BT et 77% des Besoins Totaux) 0 kw 0 h h h h h h h h h Heures

10 Coûts d investissement hors subvention ADEME de 80% Nature Investissements Récupération de chaleur sur eaux usées Pompe à chaleur de 300 kw VRD - Bâtiment chaufferie Production chauffage + ECS Equipements en réseau d'eaux usée Système de Gestion et de suivi Ingénierie, conception et réalisation inclus dans autres postes TOTAL HT

11 Coûts d exploitation Référence - Gaz naturel Récupération de chaleur sur Eaux usées Pompe à chaleur de 300 kw + Appoint Gaz Electricité Abonnement (Jaune UL) 5 848,00 230,3 MWhe Hiver ,00 68,2 Mwhe Eté 1 603,00 Coût total ,00 Prix moyen 77,61 HT/MWh Gaz naturel Abonnement annuel (B2S) 860,00 Abonnement annuel (B2S) 860, ,8 MWhPCS 327,3 MWhPCS Hiver Hiver ,30 381,8 MWhPCS 64,7 MWhPCS Eté Eté 2 039,70 Coût total ,00 Coût total ,00 TICGN 2 317,00 TICGN 534,00 Prix moyen 43,41 HT/MWh Prix moyen 42,21 HT/MWh Coût total P ,00 Coût total P ,00 Référence Economie ,00 45,10% Coût P2/P ,00 Delta P2/P ,00 Taxe Carbone 6 536,00 Taxe Carbone 2 171,00 RODP 1,00 TOTAL EXPLOITATION HT TOTAL EXPLOITATION HT Référence Economie HT 29,34%

12 Bilan environnemental Référence - Gaz naturel Récupération de chaleur sur Eaux usées Pompe à chaleur de 300 kw + Appoint Gaz naturel Emission de Gaz à Effet de Serre 317,0 teqco2/an 117,3 teqco2/an Référence Economie 199,7 teqco2/an 63,0%

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