Cours d’analyse de projets d’énergies propres Photo : Conserval Engineering Système industriel...

Cours d’analyse de projets d’énergies propresCours d’analyse de projets d’énergies propres

Photo : Conserval Engineering

Système industriel de chauffage solaire de l’air, Québec, Canada

Analyse de projets de Analyse de projets de chauffage solaire de l’airchauffage solaire de l’air

© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

ObjectifsObjectifs

• Réviser les principes de base dRéviser les principes de base d’un ’un système de système de

chauffage solaire de l’air (CSA)chauffage solaire de l’air (CSA)

• Présenter les enjeux importants d’une analysePrésenter les enjeux importants d’une analyse

de projet de CSAde projet de CSA

• Présenter le modèle RETScreenPrésenter le modèle RETScreen®®

pour les projets de CSA pour les projets de CSA


• Chauffage de l’air de Chauffage de l’air de ventilationventilation

• Chauffage de l’air de Chauffage de l’air de procédéprocédé

…mais aussi…

Revêtement

Réduction des pertes de chaleur à travers les murs

Réduction de la stratification

Meilleure qualité de l’air

Réduction des problèmes de pression négative

Qu’est-ce que les systèmes Qu’est-ce que les systèmes de CSA fournissent? de CSA fournissent?

Photo : Arctic Energy Alliance

Photo : Enermodal Engineering

École, Yellowknife, Canada

Capteur solaire


Fonctionnement Fonctionnement d’un système de d’un système de CSACSA1.1. La plaque perforée absorbe La plaque perforée absorbe

l’énergie solairel’énergie solaire

2.2. Le ventilateur aspire l’air au Le ventilateur aspire l’air au travers du capteur solaire et travers du capteur solaire et du collecteur d’air en auventdu collecteur d’air en auvent

3.3. Le système de régulation Le système de régulation contrôle la températurecontrôle la température

Registres Chauffage auxiliaire

4.4. LL’a’air est distribué dans le ir est distribué dans le bâtimentbâtiment

5.5. Les pertes de chaleur dans le Les pertes de chaleur dans le mur sont récupéréesmur sont récupérées

6.6. DéstratificationDéstratification

7.7. Registre pour la prise directe Registre pour la prise directe d’air neuf en étéd’air neuf en été © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

Systèmes de CSA Systèmes de CSA commerciaux et résidentielscommerciaux et résidentiels

• Chauffage Chauffage conventionnel ajouté conventionnel ajouté au besoinau besoin

• Pas de déstratificationPas de déstratification

• Cycle de recirculation Cycle de recirculation permettant permettant dd’augmenter l’apport ’augmenter l’apport d’air fraisd’air frais

• Deux types de systèmesDeux types de systèmes

Ventilation seulement (immeubles résidentiels et écoles)

Chauffage, climatisation et ventilation avec de 10 à 20 % d’air frais

• Les capteurs du CSA se raccordent aux ventilateurs et aux Les capteurs du CSA se raccordent aux ventilateurs et aux gaines de distribution conventionnelsgaines de distribution conventionnels


Systèmes de CSA industrielsSystèmes de CSA industriels

• Le contrôle de la Le contrôle de la température se fait température se fait par un mélange d’air par un mélange d’air frais et d’air frais et d’air recirculé, le mélange recirculé, le mélange sera chauffé si sera chauffé si nécessairenécessaire

• Déstratification : Déstratification : l’air frais est l’air frais est mélangé à l’air au mélangé à l’air au niveau du plafond niveau du plafond puis redescendpuis redescend

• Pour la ventilation dans les usines, les entrepôts, etc.Pour la ventilation dans les usines, les entrepôts, etc.

• Des gaines de distribution souples perforées distribuent l’air Des gaines de distribution souples perforées distribuent l’air au niveau du plafondau niveau du plafond


Système de CSA pour le Système de CSA pour le chauffage de l’air de procédéchauffage de l’air de procédé

• Les capteurs peuvent être installés sur Les capteurs peuvent être installés sur n’importe quelle surface convenablen’importe quelle surface convenable

• Des gaines de distribution relient la sortie d’air Des gaines de distribution relient la sortie d’air du capteur au procédédu capteur au procédé

• La température peut être régulée parLa température peut être régulée par

Système de chauffage conventionnel Registre pour prise directe d’air

• Séchage des récoltesSéchage des récoltes

Requiert de basses températures pour éviter l’endommagement des récoltes

• Préchauffage de l’air pour les procédés Préchauffage de l’air pour les procédés industrielsindustriels


Abris pour le séchage du thé, Java Ouest, Indonésie


Ressource solaire vs demande Ressource solaire vs demande en chauffage de l’air de en chauffage de l’air de ventilationventilation

Iqaluit, Canada, 64º N

Moscou, Russie, 55º N

Buffalo, É.-U., 43º N

Lanzhou, Chine, 36º N

Jakarta, Indonésie, 6º S

kW

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Les mois ayant une température moyenne <10 ºC ont été ombragés

L’équateur fait face aux surfaces placées verticalement, sauf pour Jakarta (surface horizontale)

Portion d’utilisation dans le mois© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

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Coûts et économies générés Coûts et économies générés par un système de CSA par un système de CSA

Coûts (installation comprise) :Coûts (installation comprise) : Capteur : 100 à 250 $/m2

Système de ventilation : 0 à 100 $/m2

Total : 100 à 350 $/m2

moins le coût du revêtement standard

Énergie captée :Énergie captée :

1 à 3 GJ/an

0 $ 20 $ 40 $ 60 $

0,17 $/m3 0,45 $/m3

0,30 $/L 0,70 $/L

0,05 $/kWh 0,12 $/kWhÉlectricité

Diesel

Gaz

Économies annuelles pour 2 GJ livrés

1 m2 de capteur


Enjeux d’un projet de Enjeux d’un projet de chauffage solaire de l’airchauffage solaire de l’air

• Plus rentable pour les nouvelles constructions et les projets de Plus rentable pour les nouvelles constructions et les projets de rénovationsrénovations Permet d’appliquer un crédit pour le revêtement Permet de s’assurer que le système de ventilation

s’adapte facilement au système de CSA

• La plupart des couleurs foncées ont une absorptivité de 0,80 à 0,95La plupart des couleurs foncées ont une absorptivité de 0,80 à 0,95 Les questions architecturales peuvent être très importantes

• Un taux d’occupation Un taux d’occupation élevé sera plus rentableélevé sera plus rentable

• Peut s’ajuster autour des Peut s’ajuster autour des portes et des fenêtresportes et des fenêtres

• Les ventilateurs et les Les ventilateurs et les gaines de distribution gaines de distribution existants peuvent être existants peuvent être utilisésutilisés

• Coût d’entretien bas ou Coût d’entretien bas ou nulnul

Photo : RNCan© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

Exemples : Canada et États-UnisExemples : Canada et États-Unis

Système de chauffage de l’air de Système de chauffage de l’air de ventilationventilation

• Améliore la qualité de l’air à faible coûtAméliore la qualité de l’air à faible coût

• La surface du capteur sLa surface du capteur s’’étend de quelques métend de quelques m22 à 10 000 m à 10 000 m22

• Les conduits d’aération doivent être localisés près du mur sudLes conduits d’aération doivent être localisés près du mur sud

• Les retours sur lLes retours sur l’’investissement sont typiquement de 2 à 5 ansinvestissement sont typiquement de 2 à 5 ans

• Les systèmes industriels ont Les systèmes industriels ont souvent des retours simples plus souvent des retours simples plus rapidesrapides


Immeuble résidentiel, Ontario, Canada

Bâtiment scolaire préfabriqué, Ontario, Canada

Capteur brun sur un bâtiment industriel, Connecticut, É.-U.

Photo : Conserval Engineering © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

Exemple : IndonésieExemple : Indonésie

Système de chauffage de l’air de Système de chauffage de l’air de procédéprocédé

• Normalement, ces Normalement, ces systèmes ont des débits systèmes ont des débits d’air constants et un d’air constants et un contrôle très simplecontrôle très simple

• Utilisé pour sécher les Utilisé pour sécher les récoltes amassées au récoltes amassées au cours de lcours de l’’annéeannée

• Meilleur si la saison Meilleur si la saison d’ensoleillement coïncide d’ensoleillement coïncide avec le temps des avec le temps des récoltesrécoltes


Abris pour le séchage du thé, Java Ouest, Indonésie


Modèle RETScreenModèle RETScreen®® pour les pour les projets de chauffage solaire de projets de chauffage solaire de l’airl’air

• Pouvant être utilisé partout dans le monde pour l’analyse de la Pouvant être utilisé partout dans le monde pour l’analyse de la production énergétique, des coûts sur le cycle de vie et des production énergétique, des coûts sur le cycle de vie et des réductions d’émissions de gaz à effet de serre.réductions d’émissions de gaz à effet de serre. Air de ventilation Chauffage de l’air de procédé Récupération de la chaleur Déstratification

• RETScreenRETScreen®® nécessite seulement nécessite seulement 12 points de données, contre 8760 pour 12 points de données, contre 8760 pour les modèles de simulation horaireles modèles de simulation horaire

• Non couvert actuellement :Non couvert actuellement : Technologies avancées de récupération

de chaleur Technologies autres que Solarwall®

Systèmes de ventilation non équilibrés© Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.


Calculs Calculs RETScreenRETScreen®® : :

chauffage chauffage solaire de l’airsolaire de l’air

Voir le e-Manuel

Analyse de projets d’énergies propres :Manuel d’ingénierie et d’études de cas RETScreen®

Chapitre Analyse de projets de chauffage solaire de l’air

Exemple : validation du modèle Exemple : validation du modèle

RETScreenRETScreen®® pour les projets de pour les projets de CSACSA

RETScreen SWift Différence

[kWh/m2/j] [kWh/m2/j]

1,23 1,21 2%1,64 1,79 -8%1,39 1,28 9%

1,40 1,64 -15%2,00 2,20 -9%2,03 1,93 5%

Comparaison avec SWiftTM

Toronto, Ontario, Canada

Winnipeg, Manitoba, Canada

Industriel (Forte hausse de temp.)Industriel (Rendement élevé)Commercial (Rendement élevé)

Industriel (Forte hausse de temp.)Industriel (Rendement élevé)Commercial (Rendement élevé)


ConclusionsConclusions

• Le CSA fournit du chauffage de l’air de ventilation et de Le CSA fournit du chauffage de l’air de ventilation et de procédéprocédé

• L’énergie solaire est disponible partout à travers le monde L’énergie solaire est disponible partout à travers le monde pour du chauffage de l’air de ventilationpour du chauffage de l’air de ventilation

• Les systèmes de CSA servent de revêtement et alimentent les Les systèmes de CSA servent de revêtement et alimentent les systèmes de ventilation conventionnelssystèmes de ventilation conventionnels

• Pour les systèmes de CSA, RETScreenPour les systèmes de CSA, RETScreen®® calcule calcule L’énergie captée, le rendement et l’augmentation de température La récupération des pertes thermiques par le mur La réduction des pertes thermiques attribuable à la déstratification

• RETScreenRETScreen®® calcule la production énergétique annuelle, en calcule la production énergétique annuelle, en utilisant des données de ressource mensuelles, donnant des utilisant des données de ressource mensuelles, donnant des résultats drésultats d’’une précision comparable à des outils de une précision comparable à des outils de simulation horairesimulation horaire

• RETScreenRETScreen®® permet des économies de coûts significatives permet des économies de coûts significatives pour la réalisation dpour la réalisation d’’études préliminaires de faisabilitéétudes préliminaires de faisabilité


QuestionQuestions?s?


Module Analyse de projets de chauffage solaire de l’airCours d’analyse de projets d’énergies propres RETScreen®

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www.retscreen.netwww.retscreen.netPour plus d’information visitez le site Web de RETScreen à :

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