HyPerformance Upgrade dans un centre commercial, Brésil

Le centre commercial Teresina, situé à Teresina-PI, dans le nord-est du Brésil, possède deux centrales d'eau glacée distinctes, responsables de la climatisation de l'ensemble du bâtiment, appelées Centrale d'eau glacée 1 et 2. L'examen détaillé dans ce rapport se réfère à la centrale "Centrale d'eau glacée 2".

La Centrale d'eau glacée 2 alimente trois zones principales du bâtiment: le niveau du rez-de-chaussée (tuyauterie de 10 pouces), le niveau supérieur (tuyauterie de 12 pouces) et la zone de restauration (tuyauterie de 6 pouces). Le système est divisé en deux ensembles de groupes froid : l'un d'eux est une paire de 6 000 MBtu/h (500 TR) destinée exclusivement au niveau du rez-de-chaussée, et une paire de 9 000 MBtu/h (750 TR) pour le niveau supérieur et la zone de restauration.

Durant la phase de diagnostic, qui s'est déroulée entre le 10 septembre 2018 et le 26 février 2019, il a été possible d'évaluer et d'identifier les améliorations potentielles et les principales causes d'inefficacité :

• Il y avait des déficits importants dans tous les indicateurs collectés en rapport avec les données de conception du groupe froid, qui ont fortement contribué à sa faible efficacité énergétique.
• Les valeurs ∆T de l'évaporateur étaient bien inférieures à ce qu'elles devraient être, révélant la quantité de charge thermique éliminée dans le refroidisseur.
• L'étude hydronique de la Centrale d'eau glacée 2 a montré un déficit de 55,3 % de la capacité thermique, ce qui signifie que la centrale d'eau glacée n'envoyait que 44,7 % de son potentiel de refroidissement au système secondaire, tout en consommant 2,2 fois plus de kW/TR que ce que prévoyait la conception d'origine.
• En outre, il a été observé que le système souffrait du "syndrome du ∆T bas", qui désigne une faible différence de température entre l'eau d'alimentation et l'eau de retour.
• En calculant la consommation d'énergie pendant les heures pleines et les heures creuses, il a été révélé que le centre commercial gaspillait plus de 1,2 million de R$ uniquement à cause des inefficacités de la Centrale d'eau glacée 2.

L'équipe d'ingénieurs de Grupo Pordeus, en collaboration avec IMI Hydronic Engineering, a réalisé les actions clés suivantes pour résoudre tous les défauts de conception et de fonctionnement identifiés au cours de cette étude, ainsi que pour améliorer et optimiser l'efficacité de la Centrale d'eau glacée 2.

• Cinq vannes papillon ont été remplacées pour résoudre le problème du mélange de l'eau d'alimentation et de l'eau de retour par des vannes papillon motorisées avec des actionneurs marche/arrêt ou proportionnels en fonction de la logique d'automatisation.
• Des séparateurs d'air et de saleté ont été installés dans chaque système secondaire: Rez-de-chaussée, Niveau supérieur et Zone de restauration. La gamme Zeparo ZIO et ZU offre une solution simple, sûre et efficace pour résoudre les problèmes d'air et de saleté dans les tuyauteries industrielles sans l'utilisation de filtres, qui peuvent être obstrués et nécessiter un entretien régulier.
• Pour résoudre la situation de déséquilibre du système, la première action a été d'installer des vannes d'équilibrage dans les branches provenant de la salle de refroidissement 2. Les vannes d'équilibrage STAF-SG, offrant des performances hydrauliques précises pour plusieurs applications, y compris les systèmes de refroidissement, ont été sélectionnées. Ces vannes disposent de points de mesure de la pression et de la température, sur lesquels des équipements de lecture et de surveillance en temps réel ont été montés, puis connectés au BMS.
• Afin d'améliorer la qualité et le contrôle de l'approvisionnement en eau, des vannes TA-Modulator ont été installées dans les conduites d'alimentation de toutes les plus grandes unités terminales (AHU). Ces vannes sont des vannes de contrôle d'équilibrage indépendantes de la pression (PIBCV), qui garantissent la stabilité du débit prévu et un contrôle efficace avec une grande autorité. Ces vannes seront actionnées par l'actionneur proportionnel TA-Slider et assureront un fonctionnement sûr, précis et efficace de l'ensemble du système hydronique du centre commercial, puisqu'elles feront partie d'un système d'automatisation complexe.
• Pour optimiser l'efficacité et la fiabilité du système, des équipements Compresso Connect et Pleno Connect ont été mis en place pour contrôler et maintenir la pression adéquate, augmentant ainsi la fiabilité. Le Compresso Connect est composé d'un vase d'expansion et d'une unité de contrôle. Il s'agit d'un système de pressurisation compact et précis, dont la fonction de connectivité permet de communiquer avec le système BMS pour un fonctionnement et un contrôle à distance. Pleno Connect est un système d'appoint d'eau qui fonctionne avec Compresso, assurant une fonctionnalité optimale des vases d'expansion grâce au contrôle et au remplacement constants de l'eau.
• Des capteurs de température et d'humidité ont été installés pour surveiller les conditions de l'environnement et envoyer ces informations au BMS, qui contrôlera tous les PIBCV installés sur les CTA. En fonction du besoin de refroidissement, les actionneurs activeront les vannes afin d'augmenter ou de réduire le passage de l'eau glacée.
• Des capteurs de pression différentielle ont également été installés aux points critiques des systèmes de distribution secondaires (rez-de-chaussée, niveau supérieur et zone de restauration) pour la surveillance du système, comme indiqué par le logiciel HySelect et confirmé par l'équipe d'ingénieurs de Grupo Pordeus.

Après avoir finalisé le service, il a été possible de développer un logiciel pour surveiller et contrôler les principaux paramètres de fonctionnement du système en temps réel. Ensuite, sur la base des nouveaux paramètres réels, il a été possible de recalculer l'efficacité énergétique et les économies, et de les comparer avec les données obtenues pendant la phase de diagnostic, comme exposé dans les chapitres suivants.

Les résultats ont révélé une réduction de 67 % de la consommation d'électricité pour produire 1 TR par rapport aux données du diagnostic. En outre, le service d'ingénierie a réduit cette consommation de 28 % supplémentaires par rapport à la conception d'origine.

Ceci est un excellent exemple qui illustre combien la collaboration d'IMI Hydronic Engineering avec les concepteurs HVAC, les auditeurs énergétiques et les entrepreneurs est bénéfique et efficace. Nous fournissons des produits fiables et de qualité avec des technologies adaptées à leur usage. De plus, nous offrons notre expertise en matière de systèmes hydroniques pour adopter une approche globale de la rénovation des systèmes, afin de s'assurer que les bons produits soient sélectionnés, et que l'installation et la mise en service soient exécutées correctement.