Optimisation du rseau deau refroidie de lUniversit de Sherbrooke

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Optimisation du réseau deau refroidie de
lUniversité de Sherbrooke
Service des immeublesJuin 2008
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Service des immeublesJuin 2008

• Présentation de lU de S
• Réseau deau refroidie du campus
• Salle des refroidisseurs
• Problème
• Mandat
• Solutions (phases 1, 2, 3, 4 et 5)
• Tableau des résultats obtenus
• Coût des projets et subventions
• Effets positifs pour lU de S
• Conclusion

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Présentation de lU de S

• 5000 employés et 15 000 étudiants équivalent
  temps plein
• 63 bâtiments de divers types (laboratoires,
  classes, bureaux, résidences, centre sportif,
  etc.) sur les deux campus
• Superficie de 252 000 m2
• Facture énergétique de plus de 5 500 000
• Une centrale thermique qui comprend 3
  chaudières,3 refroidisseurs et les 2
  génératrices principales
• Un réseau de tunnel et de passerelles reliant la
  plupart des pavillons. Ce réseau sert également
  pour les différents services de vapeur, deau
  refroidie et délectricité à partir de la centrale

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• Réseau deau refroidie du campus

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• Réseau deau refroidie du campus

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• Salle des refroidisseurs

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• Salle des refroidisseurs (suite)
• Le refroidisseur nº 1 est de type centrifuge de
  marque York au R11, installé en 1987 et dune
  capacité de 1000 tonnes
• Les refroidisseurs nº 2 et nº 3 sont de type
  centrifuge, de marque Trane au R123A, installés
  en 2000 et dune capacité de 800 et 1200 tonnes
  respectivement
• La production de pointe est denviron 2400 tonnes
  (données de 2003)
• Le réseau deau refroidie pour la climatisation
  alimente 23 bâtiments et fonctionne de mai à
  septembre (données de 2003)

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• Problème
• Vers la fin des années 90, la croissance soutenue
  des activités denseignement et de recherche de
  lUniversité de Sherbrooke nécessite lajout de
  nombreux bâtiments et dappareils pour les
  laboratoires spécialisés. Ces nouvelles
  installations font augmenter de façon constante
  les besoins en eau refroidie sur le campus. En
  2000, lUniversité procède à linstallation de 2
  refroidisseurs supplémentaires, ce qui porte la
  capacité totale installée à 3000 tonnes.

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• Problème (suite)
• En 2003, les appareils de refroidissement et du
  réseau de distribution deau refroidie de
  lUniversité ont atteint leur point limite. La
  mise en chantier de projets totalisant, à court
  terme, plus de 1 000 000 est à létude afin de
  soutenir la croissance continue de lUniversité.
  De plus, les 3 refroidisseurs doivent fonctionner
  lors des canicules pour satisfaire à la demande.

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• Mandat
• À lautomne 2003, une équipe de travail, formée
  du personnel technique et des opérateurs de la
  centrale dénergie de lUniversité, ainsi que
  dingénieurs et de techniciens du consultant
  Teknika HBA, est mise sur pied à la demande du
  directeur du Service des immeubles. Lobjectif
  est de revoir et de réviser globalement le
  système, y compris les appareils et le mode de
  fonctionnement pour améliorer la performance du
  réseau et éviter des investissements importants.

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• Mandat (suite)
• Les observations permettent de constater que
  dimportantes quantités deau sont manipulées
  dans le réseau sans être utilisées par les
  consommateurs en fin de réseau. Cette
  manipulation inutile deau entraîne une
  saturation des réseaux et lobligation de
  maintenir en activité des refroidisseurs non
  essentiels pour assumer la charge de
  refroidissement. Un différentiel de température
  maximum de 7 oF est constaté à la centrale deau
  refroidie entre lentrée et la sortie des
  refroidisseurs à pleine charge.

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• Solutions phase 1 (2004)
• Arrêt de 52 pompes secondaires totalisant 377 HP
  et installation dévitement avec clapet dans les
  pavillons.
• Installation de variateurs de vitesse sur 2 des
  pompes principales de 250 HP et arrêt dune 3e
  dans la centrale.
• Amélioration des contrôles.

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• Solutions phase 2 (2005)
• Remplacement des vannes 3 voies sur les
  serpentins de refroidissement des systèmes de
  ventilation par des vannes 2 voies. Au total 48
  vannes 2 voies sont installées.

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• Solutions phase 3 (2006)
• Remplacement des serpentins de refroidissement
  sur 11 systèmes de ventilation pour passer dun
  ?T 2 oF à un T 16 oF sur ces systèmes.

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• Solutions phase 4 (2007)
• Installation dun évitement pour permettre le
  fonctionnement des 2 refroidisseurs Trane en
  série ou en parallèle.
• Remplacement des contrôles et optimisation des
  séquences pour permettre le fonctionnement des 2
  pompes dalimentation de 250 HP en parallèle avec
  les variateurs de vitesse.
• Impulseur remplacé sur une pompe de tour deau et
  variateur installé sur une autre pompe de tour
  deau.
• Installation dune nouvelle tour deau hivernale
  de 300 T.

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• Solutions phase 5 (2008)
• Ajout dun nouveau refroidisseur centrifuge de
  300 T avec variateur de vitesse pour optimisation
  du refroidissement en mi-saison et pendant
  lhiver.

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• Tableau des résultats obtenus

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• Coût des projets et subventions

PRI période de récupération de
linvestissement
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• Effets positifs pour lU de S
• Diminution de lentretien, compte tenu de
  lélimination de 52 pompes secondaires.
• Remplacement de serpentins vétustes et non
  performants.
• Coûts de remplacement de tuyauterie sur les
  réseaux et ajout de nouveaux refroidisseurs
  évités grâce à la diminution du débit deau
  circulé et à la récupération de cette capacité
  pour lajout de futurs pavillons.

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• Effets positifs pour lU de S (suite)
• Nouveau critère de conception pour les
  serpentins de refroidissement plus performants
  avec ?T 16 oF à 20 oF plutôt que le
  traditionnel 10 oF.
• En 2007, lU de S profite du projet
  doptimisation pour instaurer le fonctionnement
  en continu du réseau deau refroidie afin
  doffrir le service à tous les utilisateurs à
  lannée.
• Le fonctionnement en continu permet déliminer
  linstallation dunités refroidies à leau
  daqueduc ou à expansion directe pour le
  refroidissement de procédés ou de salles de
  serveurs en hiver.

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• Effets positifs pour lU de S (suite)
• Grâce au fonctionnement continu du réseau deau
  refroidie, lU de S se sert maintenant de ce
  réseau pour récupérer la chaleur dans les
  pavillons où elle est disponible afin de la
  rejeter dans les pavillons où elle est requise en
  saison hivernale.

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• Conclusion
• Ce projet sinscrit dans le plan de développement
  durable de lU de S, car il améliore lefficacité
  énergétique du réseau deau refroidie par une
  meilleure utilisation de lélectricité.
• De plus, les résultats obtenus ont dépassé les
  attentes de la direction du Service des
  immeubles.
• Loptimisation du réseau deau refroidie sest
  avérée très efficace et rentable pour lU de S.