Chaud / Froid

Quels sont les sujets traités par la technique thermique ?

La technique de chauffage dans le secteur du bâtiment comprend la production, le stockage et la distribution de chaleur pour le confort (chauffage et eau chaude sanitaire) ainsi que la chaleur industrielle. Les principales sources d'énergie pour la production de chaleur sont : le bois (bûches, pellets, copeaux de bois), la chaleur solaire, la chaleur récupérée, le chauffage urbain, le mazout, le gaz. Les pompes à chaleur utilisent comme source de chaleur : la chaleur ambiante, l'eau souterraine, l'eau du lac ou de la rivière ou la chaleur géothermique.

La cogénération (chaleur et électricité) permet de produire de l'électricité en utilisant simultanément la chaleur résiduelle. Le stockage de la chaleur de l'eau, de la glace et de la chaleur géothermique sont les principaux accumulateurs de chaleur. Les unités de stockage avec les matériaux à changement de phase (MCP) sont en cours de développement.

Quels sont les sujets traités par la technologie de la réfrigération ?

La technique du froid concerne les systèmes de production de froid pour le refroidissement de locaux ou de marchandises et pour les applications de congélation. Les machines frigorifiques sont des pompes à chaleur. Selon la gamme de capacité : évaporateur direct, refroidisseur compact, refroidisseur d'eau, refroidisseur sec ou humide. Les réfrigérants utilisés sont en constante évolution.

 

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Source: SSP Kälteplaner AG

Coopérative Migros Lucerne à Dierikon

Répartition intelligente du froid

Le centre opérationnel de Migros Lucerne à Dierikon approvisionne en produits frais ses quelque 55 succursales de supermarchés Migros en Suisse centrale. Livrer les produits au bon moment et dans les quantités requises aux filiales nécessite une logistique ingénieuse et une zone équipée de locaux à température contrôlée.

 

Garantir ces conditions fondamentales implique de très grandes quantités d’énergie pour la chaleur, le froid et l’énergie électrique. Ces énergies sont produites par le biais d’une installation de trigénération (énergies électrique, mécanique et thermique) depuis l’été 2018.

Du bois de récupération au froid

L’installation de trigénération associe l’utilisation de la chaleur, du froid et de l’électricité d’une manière unique en son genre. L’installation, qui fonctionne avec du bois de récupération, produit de la vapeur à 35 bars et 420 °C par combustion. La première étape de l’utilisation de l’énergie consiste à alimenter la vapeur par le biais d’une turbine à vapeur sous pression, laquelle entraîne un générateur d’une puissance électrique de 500 kW. La secon­de étape consiste à injecter l’énergie de la vapeur dans le réseau d’eau de chauffage dans un condenseur. La puissance thermique du condensateur s’élève à 3500 kW. La chaleur ainsi générée est utilisée pour le chauffage et l’eau chaude du centre opérationnel. De plus, la chaleur est injectée dans un réseau de chauffage local qui alimente les bâtiments résidentiels, commerciaux et industriels adjacents.
Les besoins en chaleur de ces consommateurs varient fortement en fonction de la saison et du moment de la journée. Pour que l’installation de trigénération puisse fonctionner en permanence et avec un bon degré d’efficacité, il faut un consommateur de chaleur capable d’utiliser la chaleur toute l’année et de s’adapter à l’offre excédentaire actuelle. C’est là que l’installation frigorifique par absorption d’ammoniac et d’eau entre en jeu. En fonction de l’offre et de la température extérieure, l’installation génère une puissance frigorifique de 800 à 1200 kW pour une température de réseau de –6 °C.

Réseau frigorifique local pour le soutien des installations frigorifiques existantes

Le site de la Migros Lucerne à Dierikon se compose de différents bâtiments, disposant tous de leur propre alimentation en froid. L’installation frigorifique par absorption est utilisée pour assister les installations existantes et briser les pointes de consommation. Les principaux consommateurs de froid sont le réseau de frigo­porteurs du BZD 1 (centre opérationnel Dierikon 1) et le réseau d’agents de climatisation et de frigoporteurs du BZD 2.
Les installations à frigoporteurs dans les centres opérationnels fonctionnent également avec du glycol à des températures d’env. –6 °C et sont responsables du refroidissement des différents locaux de transformation de la viande et des légumes avec des températures ambiantes de +2 °C à +5 °C. Le réseau de froid urbain permet d’alimenter les deux installations frigorifiques à frigoporteur avec une puissance frigorifique de 600 kW chacun. Dans le cas du BZD 1 avec un échangeur de chaleur à plaques, le froid est utilisé pour le pré­refroidissement avant les machines frigo­rifiques à compression à l’ammoniac. Dans le BZD 2, le froid est alimenté directement du réseau de froid local sur le réseau de frigoporteurs disponible.
Le réseau de climatisation du BZD 2 peut être refroidi de deux manières différentes par l’installation frigorifique à absorption. D’une part, le refroidissement direct via
un échangeur de chaleur à plaques est possible et d’autre part, il est également possible de stocker le froid dans un accumulateur de glace. L’alimentation en froid
à partir de l’accumulateur de glace permet de refroidir de manière ciblée le réseau frigorifique de la climatisation et est
indépendante de l’état de fonctionnement actuel de l’installation frigorifique à absorption.
Dans la mesure où les réseaux frigorifiques existants ont dû être développés dans différents centres techniques sur toute la zone, la longueur de la tuyauterie pour la distribution du froid est d’environ 1,5 km.

Régulation intelligente de l’offre et de la demande dans l’approvisionnement en froid

Contrairement à une installation frigorifique habituelle, la production de froid avec l’absorbeur dépend fortement de l’offre actuelle en chaleur. Il n’est pas possible d’activer ou de désactiver l’installation frigorifique à absorption en fonction des besoins de chaleur actuels. Le froid est alors produit en cas d’excès de chaleur.
Le défi consiste à fournir ce froid aux consommateurs le plus efficacement possible et selon leurs besoins. Pour y parvenir, la commande doit connaître précisément l’offre et la demande de froid et savoir où le besoin est le plus urgent. A cette fin, les besoins de refroidissement sont classés par priorités, lesquelles sont adaptées en fonction du moment de la journée et de l’état de l’installation. Tous les consommateurs ainsi que l’installation frigorifique à absorption disposent d’une mesure de puissance. Cela permet de fournir aux clients exactement la même quantité de froid que celle que l’installation frigorifique à absorption est actuellement en mesure de fournir.