Géothermie vs Aérothermie Mythe ou réalité. Présenté par Michel Morin Coordonnateur à l énergie et à l entretien

Transcription

1 Géothermie vs Aérothermie Mythe ou réalité Présenté par Michel Morin Coordonnateur à l énergie et à l entretien

2 Plan de la présentation Introduction Changement climatique, cible et politique énergétique 2030 Description des technologies Avantages et désavantages Mythe ou réalité Fin de la présentation

3 Introduction Au cours des quinze dernières années, des technologies d avant-garde ont été installées dans les bâtiments institutionnels afin de rencontrer les différentes cibles énergétiques et de GES La géothermie est une des technologies modernes prédominantes. L aérothermie à réfrigérant variable s ajoute maintenant comme technologie d avant-garde L entretien, la performance, la complexité du fonctionnement et la fiabilité de ces systèmes sont des sources continuelles de questionnement pour les gestionnaires. Les promesses de ces technologies nous imposent la réflexion suivante: est-ce un MYTHE ou une RÉALITÉ?

4 Changements climatiques

5 Politique énergétique 2030

6 Consommation énergétique des C.S.

7 Politique énergétique 2030 Consommation énergétique des C.S. EFFORT DEMANDÉ AU C.S. 5% surface plancher efficacité énergétique = m 2 15% efficacité pour 2030 = GJ 40% réduction de GES = Tonne co 2 Pour le pétrole = GJ/ L Pour le gaz naturel = GJ/ m 3

8 Description des deux technologies Ces deux systèmes ont un point commun essentiel d un point de vue écologique et économique: ils utilisent une énergie renouvelable. L aérothermie utilise la chaleur présente naturellement dans l air, la géothermie celle de la terre. Cette chaleur est donc très avantageuse: c est une source d énergie gratuite et inépuisable. Cette énergie, sous forme de calories va donc être utilisée pour chauffer l intérieur d un bâtiment. Fonctionnement d une pompe à chaleur

9 Description des technologies Aérothermie Pour l aérothermie, deux types de Pompe à Chaleur existent: la PAC air-air et la PAC air-eau. Le principe est à peu près le même: un fluide caloporteur est utilisé dans les deux cas afin de stocker l énergie et de la faire circuler entre une unité extérieure chargée de capter les calories de l air et une unité intérieure chargée de diffuser ces calories dans le bâtiment. Mais la différence réside dans le système de diffusion de cette énergie: la PAC air-air utilise un ventilo-convecteur alors que la PAC air-eau utilise un condenseur afin d injecter la chaleur dans le circuit de chauffage existant. La pompe à chaleur aérothermique puise la chaleur gratuite de l air pour restituer de la chaleur en hiver et de l air frais en été, il y a toujours de l énergie dans l air même en hiver. Elle rejette l air chauffé à l intérieur quand il fait froid et l air refroidi quand il fait chaud. Elle a besoin d électricité pour être fonctionnelle. Le COP consomme 1 kwh pour un rendement de 4 kwh L énergie aérothermique est une forme d énergie solaire et est donc une énergie renouvelable.

10 Description des technologies Optimisation de l aérothermie Installation des pompes à chaleur à débit de réfrigérant variable (drv) dans un appentis ou dans une source d air chaud (évacuateur). Fournir l air à partir d un mur solaire. Fournir l air à partir d un puits canadien.

11 Avantages et désavantages de l Aérothermie Utilise de l énergie renouvelable en accord avec la Politique énergétique 2030 Installation simple ne demande pas de forage ni d excavation Investissement initial moins élevé Cop de performance de 3 Pas de pompe dans un système DRV o Sinon installé en atmosphère contrôlé (appentis plenum), la capacité diminue plus il fait froid. o Chauffage d appoint requis par temps froid -20 C. o Équipement mécanique extérieur sinon installé dans un appentis. o Accumulation de glace important pour les pompes à chaleur eau-air.

12 Description des technologies Géothermie Le principe est similaire à l aérothermie mais le fonctionnement est différent. L unité extérieure est composée de capteurs qui peuvent être horizontaux ou verticaux. Les calories prélevées dans le sol sont transportées par le fluide caloporteur jusqu à la pompe à chaleur, qui va diffuser la chaleur soit par des ventilo-convecteurs, par les radiateurs, par les planchers chauffants ou par des pompes à chaleur décentralisées. La pompe à chaleur géothermique puise la chaleur gratuite dans le sol, la température sous deux mètres de profondeur se situe entre 5 C et 15 C. Cette pompe produit du chaud en hiver et du froid en été. La pompe à chaleur géothermique fournit une énergie naturelle mais a besoin d électricité pour être fonctionnelle. Nécessite des pompes pour faire circuler le fluide dans les réseaux de plomberie. Le COP consomme 1 kwh pour un rendement de 4 kwh. L énergie géothermique est une forme d énergie solaire = Énergie renouvelable.

13 Description des technologie Optimisation de la géothermie Ajout de panneau solaire thermique pour augmenter le cop des pompes à chaleur et réduire le nombre de puits à creuser. Stockage de glace pendant la nuit pendant le chauffage Chauffage et climatisation simultanés Refroidissement passif avec les boucles géothermiques

14 Avantages et désavantages de la géothermie La géothermie est une énergie renouvelable en accord avec la politique énergétique La géothermie est disponible dans pratiquement dans tous les sous-sols. Le cop 1 kw pour 4 kw, permet de réduire la facture énergétique. La géothermie ne dépend pas des conditions atmosphériques. o o o o o Pour un captage vertical, le principal désavantage est le prix du forage, pour un captage horizontal, il faut une superficie de terrain suffisamment grande pour la mise en place des capteurs Les calculs de charge pour les puits sont sur ou sous dimensionnés Le type de sol peut rendre la technologie non rentable Nécessite des pompes pour la circulation du glycol La mise en place et les coûts liés à l appareillage sont élevés

15 Mythe ou réalité Prévision énergétique pour un nouveau bâtiment vs un bâtiment de référence selon ASHRAE En aérothermie drv avec condenseur en atmosphère contrôlée. Bâtiment 4830 m 2 Bâtiment 4830 m 2

16 Mythe ou réalité BATIMENT DE LA CSS

17 Équipement remplacement cycle de coût de vie Bâtiment: m 2 Analyse du cycle de coût de vie des équipements Mythe ou réalité Coût Aéro/air/drv Géo /eau/eau Électrique vent Coût d'achat des thermopompes (6 aéro, 50 géo) sur 25 ans $ $ - $ Coût d'installation sur 25 ans $ - $ Coût d'énergie annuel $ $ $ Coût boucle géothermique / 75 T / 18 puits sur 50 ans $ - $ $ - $ Coût pompe / 2 dual pompes 25hp sur 15 ans $ - $ $ - $ Coût tuyauterie (10$ /pied aéro, 100$ /pieds géo) sur 50 ans 10$ / 100$ $ $ - $ Coût d'entretien annuel $ $ $ Total $ $ $ Gig/m 2 0,303 0,351 0,399 Convertir en dollars 0,11$/ kw = gig/m 2 0,649 1,032 0,430

18 Mythe ou réalité conclusion Quelle technologie choisir? Géothermie Aérothermie Électrique Le résultat de vos propres consommations vous guidera dans vos choix car les études et les simulations ne sont pas toujours garanties. La technique la plus simple sera toujours la meilleure. Pour un gestionnaire, le choix ira vers le meilleur rapport qualité-prix. Ne pas oublier que ce sont quand même des technologies relativement récentes. Les premières défaillances commencent à se manifester sur des systèmes géothermiques de plus de 20 ans. L aérothermie aura aussi ses problématiques dans 15 ans. Les changements climatiques nous obligent à penser autrement pour le confort de nos élèves mais aussi pour la planète ces énergies renouvelables sont un incontournable pour éliminer les combustibles fossiles.

19 Mythe ou réalité conclusion Est-ce un mythe ou une réalité? À vous de choisir

20 Fin de la présentation QUESTION?