Daniel Robert, ing., P.A. LEED VP Ventes & Ingénierie Malgré des performances très intéressantes, la rentabilité des thermopompes n est pas un acquis.
Ordre du jour Qu est-ce qu une thermopompe? Les types de thermopompes Les limites d opération Le contrôle En conclusion Durée de la présentation: 25 minutes
Qu EST-CE QU UNE THERMOPOMPE?
Cycle de base - Climatisation
Cycle de base - Chauffage
Les TYPES DE THERMOPOMPE
Différents types de thermopompes Monobloc vs. Bi-bloc Mono-zone vs. Multi-zone Air/Air Air/Eau Eau/Eau Water Source Heat Pumps (WSHP) Ground Source Heat Pumps (GSHP) Hybrid Heat Pumps (HHP) Réversible / Non-réversible À absorption VRF
Chauffage ou climatisation
Chauffage ou climatisation
Chauffage et climatisation
Récupération de chaleur
Récupération de chaleur
Exemple de transfert de chaleur Bureaux 100 000 pi.ca. Charges internes Éclairage 1 W/pi.ca. 100 kw Personnes 200 pi.ca. /pers. 450 BTU/hr/pers. 500 pers. 66 kw Équipements 1 W/pi.ca. 83 HP 100 kw Ventilation 1 pcm/pi.ca. 62 kw 328 kw 1 120 MBH Besoins de chauffage Enveloppe 121 600 pi.ca. R éq = 17.2 638 MBH à -20⁰F Air Neuf 7 000 pcm 5 pcm/pers.; 0.06 pcm/pi.ca. 680 MBH à -20⁰F 1 318 MBH à -20⁰F Autres disponibilités de chaleur Évacuation 7 000 pcm 151 MBH de 72⁰F à 52⁰F
Exemple de transfert de chaleur - boucle 10 000 pcm 50 ⁰F 35⁰F 10 000 pcm 72 ⁰F 10 000 CFM 2⁰F E.G.35% 10 000 pcm -20 ⁰F 45⁰F 35⁰F À -20 ⁰F, l'énergie transférée est de 238 MBH
Exemple de transfert de chaleur - thermopompe 10 000 pcm 38.7 ⁰F 45⁰F 33⁰F 10 000 pcm 72 ⁰F Thermopompe eau/eau 30 tonnes 360 MBH en refroidissement 450 MBH (132 kw ) en chauffage 10 000 pcm -20 ⁰F 65⁰F 75⁰F 10 000 pcm 21.7 ⁰F 450 MBH A -20 ⁰F, l'énergie transférée est de 450 MBH
Les LIMITES D OPÉRATION
Comprendre les limites Un compresseur produit du travail mécanique avec des pièces mobiles. Travail Un travail mécanique cause l usure des pièces mobiles qui subissent le travail. Usure L usure entraîne de coût de réparation et/ou de remplacement des pièces. Coût Il y a des usures normales et des usures excessives.
Usure normale vs excessive Analogie du pneu: Mauvaise application = Usure excessive
Quelles sont les limites Plages d efficacité optimum Températures: d opération; de design; de démarrage; de standby; différentiel de température. Débits et volume d eau minimum Type de fluide
Limites d opération - efficacité Thermopompe Air-Air Plages d efficacité optimum Températures Débits et volume d eau minimum Type de fluide
Plages d efficacité Plages d efficacité optimum Températures Débits et volume d eau minimum Type de fluide
Limites de températures typiques Plages d efficacité optimum Températures Débits et volume d eau minimum Compresseurs Scroll Compresseurs à vis - comfort Compresseurs à vis - procédés Compresseurs centrifuges - type HT o Compresseurs centrifuges - type standard Max. EEWT* * EEWT: Température d'eau entrant à l'évaporateur ELWT: Température d'eau sortant de l'évaporateur CEWT: Température d'eau entrant au condenseur Min. ELWT* Min. ELWT* (Glycol) Min CEWT* Max. CEWT* 70 ⁰F 40 ⁰F 15 ⁰F 65 ⁰F 138 ⁰F 70 ⁰F 38 ⁰F 20 ⁰F 55 ⁰F 110 ⁰F 70 ⁰F 36 ⁰F 20 ⁰F 55 ⁰F 140 ⁰F 70 ⁰F 36 ⁰F 20 ⁰F 55 ⁰F 155 ⁰F 70 ⁰F 36 ⁰F 24 ⁰F 55 ⁰F 105 ⁰F Type de fluide
Limites de températures Variation typique pour HT o Plages d efficacité optimum Températures Débits et volume d eau minimum Type de fluide
Limites de températures typiques Plages d efficacité optimum Températures Débits et volume d eau minimum Type de fluide
Limites de températures Plages d efficacité optimum Températures Débits et volume d eau minimum Type de fluide
Limites d opération - débit Plages d efficacité optimum Températures Débits et volume d eau minimum Type de fluide
Limites d opération volume d eau Plages d efficacité optimum Températures Débits et volume d eau minimum Type de fluide Volume minimal Modèle Capacité Confort Procédés/basse temp. (tonnes) (Gal/tonne) (Gal/tonne) Multiaqua MAC 3 8.3 8.3 Multiaqua MAC 4 6.3 6.3 Multiaqua MAC 5-10 5 5 30 RAP 10-15 12 12 30 RAP 18-30 6 10 30 RAP 35-40 4 8 30 RAP 45-55 3 6 30 RAP avec compressur digital 10-60 3 3 30 MP 15-30 3 6-10 30 MP 40-45 2.1 6-10 30 HX 70-265 3 6-10 23XRV 300-500 3 6-10 Réservoir tampon
Type de fluide Type Éthylène glycol Propylène glycol Saumure Eau Concentration Plages d efficacité optimum Températures Débits et volume d eau minimum Type de fluide
Le CONTRÔLE
Contrôle un stage vs compresseur modulant Confort Coût initial Eff. énergétique Réparations Confort Coût initial Eff. énergétique Réparations
Contrôle charges partielles - deux stages Thermopompe A 43 52 F 10 tonnes 43 42 F 1 stage Thermopompe B T o de consigne: 42 o F T o de mélange: 42 38 o F 43 52 F 10 tonnes 42 33 o F 1 stage Danger de gel Charge Pleine partielle charge
Séquence intelligente: Un stage, multi-stages; Compresseur modulant; Contrôle Volume d eau dans les réseaux; Charge partielle; Limites de gel; Opération des éléments CVAC du bâtiment dans une plage d efficacité élevée; Éviter le rejet de chaleur s il y a possibilité de récupération.
En CONCLUSION
Conclusion Les thermopompes permettent de récupérer l énergie, mais il faut: Évaluer la rentabilité sur tout le cycle de vie;
Conclusion Les thermopompes permettent de récupérer l énergie, mais il faut: Évaluer la rentabilité sur tout le cycle de vie; Utiliser la bonne technologie selon le projet;
Conclusion Les thermopompes permettent de récupérer l énergie, mais il faut: Évaluer la rentabilité sur tout le cycle de vie; Utiliser la bonne technologie selon le projet; Optimiser les plages d opération;
Conclusion Les thermopompes permettent de récupérer l énergie, mais il faut: Évaluer la rentabilité sur tout le cycle de vie; Utiliser la bonne technologie selon le projet; Optimiser les plages d opération; Les intégrer dans l ensemble des systèmes;
Conclusion Les thermopompes permettent de récupérer l énergie, mais il faut: Évaluer la rentabilité sur tout le cycle de vie; Utiliser la bonne technologie selon le projet; Optimiser les plages d opération; Les intégrer dans l ensemble des systèmes; Contrôler adéquatement leur opération afin d optimiser la performance des équipements sans affecter négativement leurs durées de vie;
Conclusion Les thermopompes permettent de récupérer l énergie, mais il faut: Évaluer la rentabilité sur tout le cycle de vie; Utiliser la bonne technologie selon le projet; Optimiser les plages d opération; Les intégrer dans l ensemble des systèmes; Contrôler adéquatement leur opération afin d optimiser la performance des équipements sans affecter négativement leurs durées de vie; Choisir des entrepreneurs/concepteurs avec une connaissance approfondie des équipements, de leurs opération, contrôle et entretien.
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Thermopompe Air - Air
Thermopompe Air - Eau
Principe de fonctionnement
Performances vs différentiel de température