DOSSIER DE PRESSE. Contact Presse. Nicolas Merigeau NewCap. Tél. : nmerigeau@newcap.fr

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1 DOSSIER DE PRESSE COGENTEC, entreprise française spécialisée dans la distribution de solutions de cogénération pour les particuliers et les professionnels, annonce aujourd hui le lancement en France de la 1 ère solution de micro-cogénération à destination des particuliers, à partir de la technologie exclusive du système WhisperGen : Le 1er système de chauffage qui produit de l énergie électrique Des économies pour les ménages dans un contexte hausse continue des prix de l'énergie Contact Presse Nicolas Merigeau NewCap. Tél. : nmerigeau@newcap.fr

2 SOMMAIRE L unité de micro-cogénération WhisperGen p1 Un composant central d un système de micro-cogénération Quels sont les avantages pour l environnement? Et les avantages pour l utilisateur? Quelle quantité d électricité pouvez-vous produire? Comment fonctionne une unité de micro-cogénération WhisperGen? p4 Que contient-elle? Comment fonctionne un moteur Stirling? Unité d opération de micro-cogénération WhisperGen Plus d'informations? Les systèmes de micro-cogénération WhisperGen en fonctionnement p6 Durées de fonctionnement étendues Démarrage anticipé Bruits de fonctionnement

3 Chapitre 1 Introduction aux systèmes de microcogénération WhisperGen Ce chapitre est une introduction aux systèmes de micro-cogénération WhisperGen. Il explique : - comment fonctionnent les systèmes de micro-cogénération WhisperGen - comment sont utilisés les systèmes de micro-cogénération WhisperGen - la différence entre une unité de micro-cogénération WhisperGen et un brûleur à gaz conventionnel. - certains des principaux facteurs que vous devrez prendre en compte pour la conception de systèmes de micro-cogénération WhisperGen. 1

4 Chapitre 1 L unité de micro-cogénération WhisperGen Etant donné que le rôle d une unité de micro-cogénération WhisperGen dans un système de chauffage est similaire à celui d un brûleur à gaz central, il est facile de comprendre qu il s agit d un brûleur qui produit de l électricité. C est un moyen utile pour décrire le concept à un utilisateur, mais en tant que concepteur de système, il est important pour vous de considérer l unité de micro-cogénération WhisperGen dans le sens inverse. C est-à-dire comme un générateur d électricité qui peut fournir de l eau chaude. L unité de micro-cogénération WhisperGen est un nouveau type d appareil qui, par de nombreux aspects, est différent de tout ce que vous connaissiez auparavant. Bien qu elle ait des similitudes fonctionnelles avec un chauffage central, il existe aussi des différences considérables. Considérer l appareil comme un générateur vous aidera à les garder à l esprit. Un composant central d un système de microcogénération L unité de micro-cogénération WhisperGen est conçue comme le composant central de ce que l on appelle un système de microgénération. Il s agit d un système CHP (Combined Heat and Power, production combinée de chaleur et d'électricité) d une taille telle que l équipement peut être installé dans un environnement domestique. Qu est-ce qu une CHP? Les systèmes CHP traditionnels sont des installations imposantes qui exploitent l important potentiel de chaleur d une centrale d'énergie électrique pour fournir chaleur et eau chaude. Le processus de génération est ainsi rendu plus efficace, mais présente l inconvénient d avoir un usage limité aux propriétés très proches de la centrale. De grands systèmes CHP sont également installés dans les écoles, hôpitaux ou immeubles d habitation mais l efficacité du système est liée à la proximité de la source de génération.... et de micro-cogénération? Un système de micro-cogénération reprend les mêmes principes mais utilise une petite unité de génération électrique installée comme une alternative à la chaudière domestique standard. Lorsqu il fonctionne, le système de micro-cogénération produit à la fois de l électricité et de l eau chaude. L électricité produite est disponible pour la maison et l eau chaude utilisée pour le chauffage central et comme eau chaude sanitaire. échappement <3% Electricité ~12% gaz 100% chaleur >85% unité de microcogénération eau chaude chauffage central 1-2 2

5 Une introduction à WhisperGen Quels sont les avantages pour l environnement? L utilisation d une unité de micro-cogénération peut fortement contribuer à la réduction de la pollution atmosphérique, principale responsable du changement climatique. Type de Centrale Centrale Thermique Rendement de Conversion Déperdition par Transmission 50% 10% / Energie Utile 45% Microcogénération >90% 0% >90% Toutes les illustrations sont indicatives et servent à montrer les différents rendements des diverses technologies. Source: EA Technology Ltd 2001 Un système de micro-cogénération exploite avec bien plus d efficacité le combustible qu une centrale thermique conventionnelle car il produit de l électricité à proximité directe de son lieu de consommation et il ne souffre pas de déperditions par transmission. Le résultat est une diminution du combustible brûlé et donc des émissions atmosphériques de dioxyde de carbone. Et les avantages pour l utilisateur? Mis à part la bonne conscience tirée du fait qu il s agit là d une solution aux problèmes environnementaux, le principal avantage pour les utilisateurs réside dans la réduction significative des coûts énergétiques. Utiliser l électricité produite lorsque l unité fonctionne diminue la quantité d électricité qu une maison doit prélever sur le réseau local de distribution. Toute l électricité produite en excès peut être reversée dans le réseau local de distribution sous forme de crédit, mais le profit est maximal lorsque l électricité produite est utilisée dans la maison elle-même. Quelle quantité d électricité pouvez-vous produire? Dans une installation normale, l unité de micro-cogénération WhisperGen produit une puissance approximative de 1000 W d électricité. C'est une quantité suffisante pour une certaine quantité de luminaires et d appareils, mais pas suffisante à court terme pour des charges importantes comme des chaudières électriques. Lorsque ces dernières fonctionnent, un surplus d électricité est prélevé sur le réseau local de distribution. La quantité d électricité produite et les gains économiques de l utilisateur dépendent de facteurs comme les besoins en chaleur du bâtiment, son efficacité énergétique, les appareils utilisés et le comportement des occupants

6 Chapitre 1 Comment fonctionne une unité de micro-cogénération Whisper- Gen? L unité de micro-cogénération WhisperGen constitue une alternative à la chaudière à gaz domestique. Son encombrement est celui d un lavevaisselle, mais il comprend tout l équipement requis pour produire l eau chaude et l électricité nécessaire à une maison. Que contient-elle? Les composants sont les suivants : 1. Un générateur électrique qui fournit une puissance de 230 Volts* Ac Un moteur Stirling qui fournit au générateur la puissance motrice. 3. Un ensemble de brûleurs à gaz qui fournit la chaleur nécessaire au fonctionnement du moteur Stirling. 4. Un brûleur auxiliaire qui produit la chaleur additionnelle en cas de forte demande. 5. Un échangeur thermique qui récupère la chaleur des gaz d échappement produits par le brûleur. 6. Deux ventilateurs qui fournissent l air de combustion aux brûleurs et aident les gaz perdus à traverser la gaine depuis le processus de combustion jusqu à l atmosphère. En plus de ces éléments (non représentés dans l illustration), le capotage comprend les conduits de raccordement, les circuits de contrôle électroniques comprenant un microprocesseur et un écran de commande placé sur le panneau avant. L'écran de commande fournit à l unité l interface utilisateur. Il indique l état du système y compris la puissance fournie en fonctionnement et permet un accès aux informations de diagnostic parfois nécessaires en cours d' entretien. Comment fonctionne un moteur Stirling? Le moteur Stirling d une unité de micro-cogénération WhisperGen possède quatre pistons ascendants et descendants en fonction du cycle d expansion et de contraction d azote (gaz de travail), lequel est contenu dans les cylindres du moteur sous pression. Le gaz de travail s expand lorsqu il est chauffé par le combustible brûlé dans une chambre de combustion située au-dessus des cylindres. Il se contracte lorsqu il est refroidi par l eau du chauffage central circulant à travers une poche à circulation d'eau située dans la partie inférieure du moteur. Le vaet-vient des pistons est converti de façon mécanique en mouvement rotatif qui actionne le générateur. ** Toutes les mentions de 230 V Ac dans ce manuel font référence à la tension nominale du réseau

7 Une introduction à WhisperGen Unité d opération de microcogénération WhisperGen Les moteurs Stirling présentent un nombre de caractéristiques qui les rendent idéaux pour des applications de microgénération. Ils ont une remarquable efficacité énergétique, fonctionnent très doucement et ont de longs intervalles d entretien et durées de vie. Ils nécessitent aussi un refroidissement très efficace pour fonctionner correctement. Cette dernière caractéristique a été exploitée par l unité de microcogénération WhisperGen pour que le moteur devienne une source à la fois d eau chaude et d électricité. L eau utilisée comme liquide réfrigérant pour le moteur est chauffée par le processus et utilisée par le système de chauffage central de la maison. échappement 4 ventilateur gaz valve ventilateur gaz valve 1 brûleur 2 échangeur thermique échappement 5 moteur 3 générateur arrivée chauffage central retour chauffage central 6 L unité fonctionne de la façon suivante : 1. Le gaz naturel est brûlé dans la chambre de combustion montée en partie haute (la «partie chaude») du moteur. 2. La chaleur produite l'expansion d azote, gaz de travail, dans le moteur et fournit la puissance motrice pour le moteur Stirling. 3. Le moteur Stirling actionne le générateur, lequel produit l alimentation de réseau pour la maison 4. L eau de retour du chauffage central traverse l échangeur thermique sur échappement où il est préchauffé par les gaz d échappements chauds issus du processus de combustion (en cas de forte demande, un brûleur auxiliaire permet un préchauffage supplémentaire). 5. L eau passe ensuite dans une poche de circulation d eau dans le moteur quand elle est encore chauffée et permet un refroidissement dans le processus au sein de la partie «froide» du moteur. 6. L eau chaude résultante est ensuite transférée au système de chauffage. Plus d'informations? Les moteurs Stirling sont des appareils fascinants, mais la place nous manque pour les décrire plus en détail. Vous trouverez des informations plus complètes sur le site

8 Chapitre 1 Les systèmes de micro-cogénération WhisperGen en fonctionnement Les systèmes de micro-cogénérationwhispergen sont conçus pour fonctionner d une manière très différente des systèmes conventionnels de chaudières à gaz. Ceci peut avoir une influence sur la façon dont l utilisateur fait l expérience du système et vous pourriez éprouver la nécessité de modifier votre conception pour vous y adapter. La principale différence réside dans le fait que l unité de micro-cogénération WhisperGen fonctionnera sur des périodes bien plus longues qu une chaudière conventionnelle. Il importe de comprendre pourquoi et l impact que cela peut avoir sur l expérience de l utilisateur. Durées de fonctionnement étendues La conception des chaudières de chauffage central moderne repose sur l idée qu il faut les faire fonctionner le moins longtemps possible Leur puissance thermique est généralement élevée (15-25 kw) et elles sont conçues pour élever la température de l eau au niveau requis aussi rapidement que possible pour ensuite la faire redescendre. Ceci implique qu elles fonctionnent sur des périodes relativement courtes et qu elles alternent rapidement les phases de marche et d arrêt. On Off Fonctionnement chaudière conventionnelle Le mode de fonctionnement d une unité de micro-cogénération WhisperGen se situe à l opposé. Sa puissance thermique est relativement basse et elle prend plus de temps pour atteindre la température maximale. Ce qui explique qu elle tend à fonctionner sur des périodes et cycles plus longs et qu elle alterne bien moins souvent. On Off Système de microgénération CHP WhisperGen Il s'agit d'une intention de conception : l objectif est de maximiser la durée de fonctionnement du générateur et donc la quantité d électricité générée. Dans ce but, la durée de fonctionnement minimale recommandée est d une heure. Démarrage anticipé Une des conséquences de la faible puissance thermique est que l unité de micro-cogénération WhisperGen peut avoir besoin de démarrer plus tôt le matin qu une chaudière conventionnelle. Le système peut être muni d un dispositif de contrôle pour ajuster automatiquement le démarrage au point optimal pour éviter une intervention de l utilisateur. Mais celui-ci peut avoir besoin d un certain temps pour s habituer à la différence de fonctionnement, de sorte que l installation devra être mise en route de façon à minimiser cet impact

9 Chapitre 1 Applications de l unité de micro-cogénération WhisperGen L unité de micro-cogénération WhisperGen a été conçue pour être utilisée comme une partie d un système de chauffage utilisant l inertie thermique L installation d une unité de micro-cogénération WhisperGen sans inertie thermique n est PAS recommandée. Une exception peut être faite lorsque la chaleur stockée dépasse largement la puissance thermique de la WhisperGen, par exemple dans les grands bâtiments. Ceci nécessite alors généralement des sources de chaleur supplémentaires ainsi qu'une séparation des réseaux pour garantir la qualité de l eau. Voir pages 2-16 pour plus de détails. L unité de micro-cogénération WhisperGen doit fonctionner dans un système étanche et pressurisé (vase d expansion, jauge de pression et boucle de remplissage sont nécessaires voir pages 2-19 pour plus de détails). Systèmes utilisant l inertie thermique Un accumulateur de chaleur est un réservoir très isolé qui permet de stocker à haute température une certaine quantité d eau. Cette eau chaude est pompée vers un réseau de radiateurs pour alimenter le chauffage central, mais elle est également utilisée pour produire de l eau chaude sanitaire au moyen d un échangeur thermique, un radiateur de chauffage supplémentaire ou encore un ballon d eau chaude sanitaire intégré à l'accumulateur de chaleur. eau chaude désaérateur accumulateur de chaleur pompe de recirculation (optionnel) valve antiretour ballon ECS alimentation eau froide valve de mélange WhisperGen unité de microcogénération pompe 1 pompe 2 séparateur de saleté

10 Une introduction à WhisperGen Comment fonctionnent les accumulateurs de chaleur Le schéma indique les principes généraux d un système de stockage thermique sous une forme simplifiée. Il montre l organisation d un système typique comprenant trois circuits d eau totalement indépendants les uns des autres. Le circuit 1 est le circuit de chauffage primaire activé par la pompe 1. L eau circule d abord à travers l unité de micro-cogénération WhisperGen où elle est réchauffée avant de passer à travers un radiateur dans l unité de stockage thermique En traversant le radiateur, elle fait passer l eau de l unité de stockage thermique à 75 C. Le circuit 2 consiste en une ou plusieurs zones de système de chauffage. Il peut s agir d un système conventionnel de radiateurs, d un circuit de chauffage par le sol ou d un système mixte associant différents types d échangeurs thermiques assurant un chauffage d ambiance. L eau chaude contenue dans le système de stockage thermique circule dans ces systèmes grâce à des pompes (la pompe 2 dans le schéma) contrôlées de façon indépendante par le dispositif de contrôle du système. Le circuit 3 est relié à une alimentation en eau froide sous pression. Il traverse un radiateur situé dans le système de stockage thermique et fournit ainsi de l eau chaude sanitaire sous pression. Une pompe de circulation optionnelle peut éventuellement renforcer le système. Avantages d'un accumulateur de chaleur Les principaux avantages de ce type de système sont : la grande capacité de stockage thermique permet d obtenir des durées de fonctionnement prolongées, dont l'unité de micro-cogénération WhisperGen a besoin, pour un fonctionnement efficace. Cela suppose que l unité de micro-cogénération WhisperGen soit capable de fonctionner en continu avec un minimum de cycles de marche/arrêt qui peuvent connaître d autres configurations. L'accumulateur de chaleur fonctionne comme un tampon en périodes de forte demande. La source de chaleur ne doit assurer que la demande moyenne et, si le stockage thermique a une capacité suffisante, cela permet d installer une source de chaleur plus petite qui s avérerait nécessaire, pour des déperditions thermiques théoriques, pour faire face à des charges maximales momentanées. Les durées de fonctionnement d une unité WhisperGen sont indépendantes des durées de demande en chaleur. Cela signifie que le fonctionnement de l unité peut être défini pour coïncider avec l utilisation principale d électricité des occupants, permettant ainsi d exploiter au maximum la capacité de génération de l unité. Une fois que l eau du système de stockage thermique est chaude, le système de chauffage central peut répondre presque instantanément. En l espace d une minute environ, les radiateurs atteindront la température de fonctionnement optimale de la pompe de circulation qui commence à fonctionner. L eau chaude sanitaire est délivrée à la pression et au débit du réseau (sauf là où les systèmes de stockage sont intégrés dans un ballon d eau chaude sanitaire). L eau chaude sanitaire de l exemple ci-dessus n est pas stockée dans un grand volume avant que n aient été minimisés les risques de bactéries et de légionelle, et ce même pour des basses températures de stockage