Etude sur une unité extérieure de climatisation

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Gilbert Beauséjour
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1 Etude sur une unité extérieure de climatisation Analyse sur les économies d énergie Micro Genesis 3 mai 5 Juillet 2010 En collaboration avec: John A. Guidotti, Eng (Micro Genesis) Rapport préparé par: Hamadache Mohamed, M Electrical Eng (Power Quebec) Manjit Mand, M Electrical Eng (Power Quebec) Logiciels utilises: Powersim 9.0 (PSIM) pour les presentations graphiques Metlab pour les calculs d économies d énergie

Guidotti, Eng (Micro Genesis) Rapport préparé par: Hamadache Mohamed, M Electrical Eng (Power Quebec)

2 Préface: Power Québec a mandaté John A. Guidotti de Micro Genesis, en collaboration avec Mohamed Hamadache, M Ing. et Manjit Mand, M. Ing. Électrique de Power Québec afin d effectuer une observation de la consommation d énergie d une unite exterieure de climatisation à Montréal, Canada. L objectif est d une part, de réduire le flux de puissance réactive et les pertes fer dans les enroulements du moteur et d autre part d améliorer le facteur de puissance pour réduire la surfacturation en électricité. Cela est réalisable par l installation d une unité d optimisation le plus proche possible de la charge. Objectif: L'objectif du projet est d observer la consommation d'énergie de deux circuits distincts pendant un mois. La première étape de l analyse a été effectuée sur un circuit opérant dans des conditions normales. La deuxième étape, quant à elle, a été menée sur un circuit sur lequel l unité d amélioration du facteur de puissance de Power Québec a été installée. Nous avons mesuré l'intensité du courant et observé l utilisation énergétique faite par la charge dans les deux phases afin d examiner la consommation d énergie des deux circuits et les économies potentielles réalisées. Première analyse : La première étape de l observation de la puissance a été effectuée du lundi 3 mai au mercredi 2 juin Type de l unité L expérience a été menée sur un climatiseur de 10 kw installé sur un toit, utilisé pour climatiser le bâtiment et fonctionnant 24h/7. Un multimètre mesurant le courant, la puissance et les harmoniques a été connecté au circuit. Nous avons mesuré une tension de 347 volts entre la phase et le neutre, et une tension de 600 volts entre deux phases. L ampérage initial enregistré par phase était de 13.55, et

L objectif est d une part, de réduire le flux de puissance réactive et les pertes fer dans les enroulements du moteur et d autre part d améliorer le facteur de puissance pour réduire la

3 Détail du circuit :

4 Statistiquement, la variation de la tension entre lignes du bus se situe entre 600 et 602 volts. De la même manière, des différences de courant dans les trois phases ont été mesurées, et peuvent être résumées comme suit : Tension initiale/ Phase L-N/L-L Amperage initial /Phase Facteur de Puissance Initial /Phase V1 = 347 / 600V I1 = 13.55A 0.79 Lagging (en retard) V1 = 348 / 602V I2 = 14.20A 0.79 Lagging (en retard) V1 = 347 / 600V I3 = 12.14A 0.79 Lagging (en retard) Consommation d énergie Le graphique ci-dessous illustre la demande d énergie en terme de Puissance = voltage * courant * facteur de puissance. Il montre le pic de l amplitude du voltage et du courant. À partir des précédents graphiques, on peut trouver le facteur de puissance de la charge pour déduire la puissance utilisée par la charge. Voltage initial = 600V (Moyenne) Courant initial = 13.29A (Moyenne) Facteur de puissance initial = 0.79 Lagging (en retard) Puissance absorbée par la charge = 600 * * 0.79 = Watts = 6.29 kw

Puissance Initial /Phase V1 = 347 / 600V I1 = 13.55A 0.79 Lagging (en retard) V1 = 348 / 602V I2 = 14.20A 0.79 Lagging (en retard) V1 = 347 / 600V I3 = 12.14A 0.

5 Deuxième analyse (Optimisée) La deuxième étape de l observation de la puissance a été effectuée du lundi 5 juin 2010 au lundi 5 juillet Nous avons installé l unité d amélioration du facteur de puissance sur le climatiseur sur le toit. Les graphiques de la charge suivants ont été enregistrés. Nous avons mesuré une tension de 348 Volts entre la phase et le neutre, et une tension de 602 volts entre deux phases. L ampérage initial enregistré par phase était de 13.55, et 12.14

Les graphiques de la charge suivants ont été enregistrés.

6 Après avoir installé l unité d amélioration du facteur de puissance de Power Québec, nous avons relevé les valeurs suivantes: Voltage Initial Phase L-N/L-L Amperage optimisé/phase Facteur de Puissance Optimisé /Phase V1 = 347 / 600V I1 = 10.02A 0.95 Lagging V1 = 348 / 602V I2 = 9.86A 0.95 Lagging V1 = 347 / 600V I3 = 8.37A 0.95 Lagging Consommation optimisée de l énergie : Voltage final = 600V (Moyenne) Courant optimisé = 9.41A (Moyenne) Facteur de puissance optimisé = 0.95 Lagging (en retard) Puissance absorbée par la charge = 600 * 9.41 * 0.95 = Watts = 5.36 kw Comparaison en termes d énergie Étant donné que climatiseur installé sur le toit était fonctionnel 24h sur 24h et 7jours sur 7, on a pris 30 jours comme référence (30 * 24), soit 720 heures pour calculer les économies en kw (Kilowatt), kwh (kilowatt par heure) tout en tenant compte des pénalités du facteur de puissance.

95 Lagging Consommation optimisée de l énergie : Voltage final = 600V (Moyenne) Courant optimisé = 9.41A (Moyenne) Facteur de puissance optimisé = 0.

7 Économies en kw KW non optimisés utilisés par la charge = 6299 Watts KW optimisés utilisés par la charge Différence = 5363 Watts = 936 Watts/mois Économies en kwh KWH non optimisés utilisés par la charge = 6.299*720 = 4535 kwh KWH optimisés utilisés par la charge Différence = 5.363*720 = 3861 kwh = 674 kwh/mois Économies réalisées suite à la suppression des pénalités du facteur de puissance sur la facture d électricité En procédant à l optimisation du facteur de puissance de la charge individuelle, nous pouvons supprimer les pénalités sur les factures d électricité. Économie d énergie totale par mois Total des économies = KW + kwh+ pénalité du facteur de puissance Tarif Hydro-Québec G-9 Économie d argent = kw+ 674kWh + pénalité du facteur de puissance Coût par kw = 9.45$/kW Coût par kwh = $/kWH Économies d argent = 9.45 * * $ (pénalité moyenne) = = 61.42$/mois

363*720 = 3861 kwh = 674 kwh/mois Économies réalisées suite à la suppression des pénalités du facteur de puissance sur la facture d électricité En procédant à l optimisation du facteur de puissance

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