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E T U D E D E F A I S A B I L I T E DEPARTEMENT DE MAYOTTE COMMUNE DEMAMOUDZOU

E T U D E D E F A I S A B I L I T E DEPARTEMENT DE MAYOTTE COMMUNE DEMAMOUDZOU CLIMATISATION SOLAIRE ETUDE DE FAISABILITE POUR UNE INSTALLATION DE CLIMATISATION SOLAIRE POUR LE SIEGE SOCIAL EDM MAITRISE D’OUVRAGE : ELECTRICITE DE MAYOTTE Zone industrielle de Kawéni BP 333 97 600 MAMOUDZOU BUREAU D’ETUDES : COTEL INGENIERIE 4, rue Emile Hugot – BP 60128 97492 Sainte Clotilde Cedex : 02 62 97 50 97 : 02 62 97 02 10 : cotel@cotel-ingenierie.com COTEL Mayotte Rés. Sana, r du Commerce 97600 Mamoudzou : 02 69 60 01 56 : 02 69 60 01 57 : cotel.mayotte@orange.fr COFINANCE PAR : Version Juillet 2013 Ind. 1 E3-3495 SOMMAIRE 1. INTRODUCTION ___________________________________________________________ 4 1.1 Renseignements Administratifs ________________________________________________________________ 4 1.2 Description du Projet ________________________________________________________________________ 4 1.3 Equipements de Climatisation Solaire ___________________________________________________________ 5 1.4 Principe de l’étude __________________________________________________________________________ 9 2. DESCRIPTION DU BATIMENT OBJET DE L'INSTALLATION ______________________ 10 2.1 Description de l’architecture du bâtiment ________________________________________________________ 10 2.2 Description de l’installation de climatisation prévue en base _________________________________________ 10 3. MODELISATIONS THERMIQUES DU BATIMENT _______________________________ 11 3.1 Hypothèses retenues pour l’évaluation des besoins thermiques : _____________________________________ 11 3.2 Modélisation en semaine ____________________________________________________________________ 12 3.3 Modélisation en week-end ___________________________________________________________________ 13 3.4 representation graphique de la saisonalite _______________________________________________________ 14 4. DIMENSIONNEMENT DE LA CLIMATISATION SOLAIRE PAR ABSORPTION ________ 15 4.1 Méthode de dimensionnement ________________________________________________________________ 15 4.2 Choix de la machine à absorption _____________________________________________________________ 15 4.3 Dimensionnement de la surface de capteurs solaires ______________________________________________ 16 4.4 Dimensionnement du refroidisseur évaporatif adiabatique ___________________________________________ 17 4.5 Dimensionnement du refroidisseur évaporatif tour fermée (variante) ___________________________________ 18 4.6 Emplacement du local technique ______________________________________________________________ 18 5. DESCRIPTION DE L’INSTALLATION DE CLIMATISATION SOLAIRE PAR ABSORPTION19 5.1 Descriptionde l'installation a absorption _________________________________________________________ 19 5.2 Fonctionnement de l'installation retenue ________________________________________________________ 19 5.3 Système de télécontrôle _____________________________________________________________________ 20 6. BILANS ENERGETIQUES DE LA CLIMATISATION SOLAIRE PAR ABSORPTION ____ 21 6.1 Base de calcul ____________________________________________________________________________ 21 6.2 deperdition climatisation solaire _______________________________________________________________ 21 6.3 Production calorifique solaire _________________________________________________________________ 22 6.4 Production frigorifique solaire _________________________________________________________________ 22 6.5 Couverture frigorifique solaire en semaine _______________________________________________________ 23 6.6 Couverture frigorifique solaire le week-end ______________________________________________________ 23 6.7 Consommation electrique climatisation solaire ____________________________________________________ 24 6.8 Bilan énergétique global / coefficient de performance absorption _____________________________________ 25 7. BILAN ECONOMIQUE CLIMATISATION SOLAIRE PAR ABSORPTION _____________ 26 7.1 Détail estimatif des coûts de l’installation retenue _________________________________________________ 26 7.2 Evaluation des coûts d’exploitation annuels de L'installation _________________________________________ 26 7.3 Bilan économique brut de l’opération ___________________________________________________________ 27 7.4 Aides envisageables________________________________________________________________________ 27 8. DIMENSIONNEMENT DE LA CLIMATISATION SOLAIRE par ADSORPTION _________ 28 8.1 Méthode de dimensionnement ________________________________________________________________ 28 8.2 Choix de la machine à adsorption _____________________________________________________________ 28 8.3 Dimensionnement de la surface de capteurs solaires ______________________________________________ 29 8.4 Dimensionnement du refroidisseur évaporatif adiabatique ___________________________________________ 30 8.5 Emplacement du local technique ______________________________________________________________ 31 9. DESCRIPTION DE L’INSTALLATION DE CLIMATISATION SOLAIRE PAR ADSORPTION32 9.1 Description de l'installations retenue ___________________________________________________________ 32 9.2 Fonctionnement de l'installation retenue ________________________________________________________ 32 9.3 Système de télécontrôle _____________________________________________________________________ 33 10. BILANS ENERGETIQUES DE LA CLIMATISATION SOLAIRE PAR ADSORPTION __ 34 10.1 BASE de calcul _________________________________________________________________________ 34 10.2 deperdition climatisation solaire _____________________________________________________________ 34 10.3 Production calorifique solaire _______________________________________________________________ 35 10.4 Production frigorifique solaire ______________________________________________________________ 35 10.5 Couverture frigorifique solaire en semaine ____________________________________________________ 36 10.6 Couverture frigorifique solaire le week-end ____________________________________________________ 36 10.7 Consommation electrique climatisation solaire par adsorption _____________________________________ 37 INSTALLATION DE CLIMATISATION SOLAIRE - SIEGE SOCIAL EDM, MAMOUDZOU - P3 COTEL Ingénierie – Bureau d’études techniques - SARL au capital de 30 636 € – RC n° 97 B 577 - SIREN n° 413 830 647 – Code APE 7112B 10.8 Bilan énergétique global / coefficient de performance ____________________________________________ 38 11. BILAN ECONOMIQUE DE LA CLIMATISATION SOLAIRE PAR ADSORPTION _____ 39 11.1 Détail estimatif des coûts de l’installation retenue _______________________________________________ 39 11.2 Evaluation des coûts d’exploitation annuels de l'installation _______________________________________ 39 11.3 Bilan économique brut de l’opération _________________________________________________________ 40 11.4 Aides envisageables _____________________________________________________________________ 40 12. IMPACT SUR L'ENVIRONNEMENT_________________________________________ 40 13. INTERET DES SOLUTIONS DE CLIMATISATION SOLAIRE, CONCLUSION _______ 41 14. ANNEXE TECHNIQUE ___________________________________________________ 42 INSTALLATION DE CLIMATISATION SOLAIRE - SIEGE SOCIAL EDM, MAMOUDZOU - P4 COTEL Ingénierie – Bureau d’études techniques - SARL au capital de 30 636 € – RC n° 97 B 577 - SIREN n° 413 830 647 – Code APE 7112B 1. INTRODUCTION Dans le cadre de ses préoccupations environnementales, notamment en matière d’économies d’énergie, EDM souhaite réaliser une étude de faisabilité concernant la mise en place d’une installation de climatisation solaire sur leur futur siège social à Mamoudzou. Ceci doit permettre d’intégrer le concept de production d’énergie propre et d’une politique de qualité énergétique des bâtiments en cohésion avec l’aspect économique. La présente étude a pour objectif de présenter au maître d’ouvrage la solution la mieux adaptée aux particularités du projet en termes d’implantation, de choix et dimensionnement des matériels, d’intégration architecturale du système, mais précisera également les coûts, la production énergétique, ainsi qu’un bilan environnemental en terme de quantité d’émissions de CO2 évitées. La présente étude apportera au maître d’ouvrage un regard d’expert extérieur à l’établissement, et sera une aide à la décision dans le cadre de travaux d’équipement correspondants. Ainsi, cette étude de faisabilité s’inscrit dans le programme de maîtrise de l’énergie, piloté par l’Agence De l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie (ADEME), et peut bénéficier d’une aide sur coût de la présente étude. 1.1 RENSEIGNEMENTS ADMINISTRATIFS -Maître d’ouvrage délégué : ELECTRICITE DE MAYOTTE -Bâtiment concerné par le projet :Siège social situé à Mamoudzou (projet en construction) 1.2 DESCRIPTION DU PROJET La construction du bâtiment vient de démarrer. La climatisationdes locaux a été prévue en base parun groupe froid classique à condensation par air avec distribution d’eau glacée dans les bureaux et salle de réunion. Le traitement terminal sera réalisé par cassettes plafonnières. Le projet vise à assurer partiellement la climatisation des locauxà l’aide d’une installation de climatisation solaire en appoint du groupe froid « classique ». Le principe consiste à pré-refroidir l’eau en amont du groupe à eau glacée, en utilisant la totalité des calories solaires et ainsi optimiser le groupe. INSTALLATION DE CLIMATISATION SOLAIRE - SIEGE SOCIAL EDM, MAMOUDZOU - P5 COTEL Ingénierie – Bureau d’études techniques - SARL au capital de 30 636 € – RC n° 97 B 577 - SIREN n° 413 830 647 – Code APE 7112B 1.3 EQUIPEMENTS DE CLIMATISATION SOLAIRE 1.3.1 Les différentes technologies de climatisation solaire Il existe deux grandes familles de systèmes de climatisation solaire : - Les systèmes avec machine de froid à sorption (absorption et adsorption), ce sont des systèmes à cycle fermé - Les systèmes avec DessiccantCooling, ce sont des systèmes à cycle ouvert Les machines de froid à sorption produisent de l’eau glacée alors que les systèmes à dessiccation produisent directement de l’air rafraîchi. Dans le cadre de cette étude, ce sont les machines de froid à sorption qui nous intéressent puisque nous cherchons à produire de l’eau glacée afin d’abaisser la température de retour du réseau de climatisation, ce qui limitera la consommation du groupe classique. Les systèmes avec machine de froid à sorption sont composés de : - Capteurs solaires avec une boucle primaire et un stockage d’eau chaude dans un ballon tampon - Boucle secondaire alimentant en eau chaude le générateur de la machine à sorption - Machine à absorption ou à adsorption, partie centrale du système - Condenseur avec une boucle de refroidissement - Boucle de distribution d’eau glacée Dans le cas d’une machine à absorption, l’agent de sorption est liquide et il est solide dans le cas d’une machine à adsorption. 1.3.2 Schéma de principe de machines à absorption Machine à absorption au Bromure de Lithium INSTALLATION DE CLIMATISATION SOLAIRE - SIEGE SOCIAL EDM, MAMOUDZOU - P6 COTEL Ingénierie – Bureau d’études techniques - SARL au capital de 30 636 € – RC n° 97 B 577 - SIREN n° 413 830 647 – Code APE 7112B Les différents avantages de cette technologie de climatisation solaire : - Température de démarrage des machines de l’ordre de 75°C, ce qui est adapté aux régimes de température des capteurs solaires (Rendement capteur = 0.5). - Efficacité des machines d’autant meilleure que le régime de température sur le circuit d’évacuation des calories est faible (doit être idéalement <28°C), ce qui impose la mise en place de refroidisseurs évaporatifs. Toutefois la forte hygrométrie à Mayotte pose d’importantes contraintes sur la sélection des équipements (évaporation moins efficace qu’en climat sec). - Qui plus est, la consommation énergétique de ce type de refroidisseurs reste limitée par rapport à des condenseurs à air de groupes froid classiques (petit circulateur en plus, mais ventilateurs nettement moins puissants, car on utilise la chaleur latente d’évaporation de l’eau). - Bonne fiabilité des machines à absorption (une fois correctement paramétrées), qui ne comportent pas de pièces tournantes, à la différence des compresseurs des groupes froids classiques. 1.3.3 Schéma de principe de machines à adsorption Principe machine à adsorption Eau / Silica-Gel Les machines à adsorption présentent plusieurs avantages : - Elles sont plus robustes, elles ne comportent pas de uploads/Geographie/ climatisation-solaire-edm-pdf.pdf