Chauffage à distance Un système de CAD est composé de trois éléments : une (ou plusieurs) centrale de production de chaleur ; un réseau de distribution ; des consommateurs L avantage est de permettre la distribution, à un ensemble de consommateurs décentralisés, de chaleur produite de manière centralisée Cette chaleur est produite par des chaudières de grande puissance (gaz, mazout, déchets), par des rejets thermiques, par des PAC, etc Meilleur rendement, meilleure dispersion des émissions Pour l'utilisateur : faible encombrement, maintenance quasi nulle, pas de citerne et pas de cheminée Réseau de chauffage à distance
Réseau de chauffage à distance Réseau de CAD Fluide caloporteur : Vapeur : meilleure densité d énergie transportable du fait de l énergie de vaporisation (de l ordre de 210 6 J/kg contre 210 5 J/kg pour l eau) Eau : intérêt pratique (température, pression, etc) L eau surchauffée est le fluide caloporteur le plus utilisé à l heure actuelle Transfert de chaleur : Q th = mδh [W] m, débit massique [kg/s] Δh, variation d enthalpie [J/kg] Dans le cas d un liquide : Q th = mc p ΔT [W] C p, chaleur spécifique [J/kgK] ΔT, variation de température [K]
Réseau de CAD D'après la formule, on voit que l'on a tout intérêt à augmenter au maximum la différence de température entre l'aller et le retour D'un autre côté, pour des raisons économiques (pertes, taille des échangeurs) et constructives (température max limitée), ΔT est de l'ordre de : 50 C pour les réseaux à haute température (180-130 C) 30 C pour ceux à basse température (90-60 C) La différence de température étant fixée, on en déduit alors le débit correspondant à la puissance thermique à transférer Reste à déterminer le diamètre optimal des conduites ; une diminution de ce dernier abaisse les coûts d'investissement, mais augmente les frais d'exploitation (pertes de charge élevées) Longueur du réseau 76 km Postes de raccordement 800 postes Puissance des abonnés 300 MW Prix de vente moyen 8,1 cts/kwh Tridel Incinération des ordures 60 MW th / 20 MW e Blécherette Chaufferie à bois 3 MW th Pierre-de-Plan Couplage chaleur-force 67 MW th / 34 MW e STEP Incinération des boues 4 MW th Elysée Couplage chaleur-force 1 MW th / 0,5 MW e UIOM Incinération des ordures 8 MW th
Réseau de chauffage à distance de Lausanne Pertes du réseau Proportion de chaleur fournie au réseau par centrale Tridel Pierre de Plan (TAG) STEP Vidy Tuilière Pierre de Plan + Malley (chaudières) 10% 42% 13% 3% 3% 40% Energie annuelle distribuée Proportion du réseau CAD commun Longueur du réseau CAD commun par client type Longueur du raccordement par client type Rendement de l'installation chez le client GJ th MWh th km km 1'366 000 379 440 75% 0060 0020 95%
Besoins du CAD et fourniture max de TRIDEL Puissances journalières Besoins chauffage en 2000 TRIDEL fourniture max au CAD UIOM (usine actuelle) Chauffage électrique Très bon rendement énergétique, mais Rendement exergétique catastrophique Chauffage électrique direct (simple résistance électrique) Principe très simple Coût d investissement très bas Solution pas souhaitable à grande échelle (surcharge du réseau à la pointe) Chauffage électrique à accumulation L électricité est transformée par effet Joule en chaleur aux heures creuses et stockée dans des accumulateurs pour être ensuite utilisée selon les besoins Investissement beaucoup plus important et dissuasif Le chauffage électrique est l une des solutions les plus onéreuses et ne devrait être utilisé que comme appoint ou pour la production d eau chaude sanitaire