cardiff (uk) - Energy Cities

Energie-Cités/ADEME
Production de froid à partir de chaleur
1999
CARDIFF
(UK)
Production de froid
à partir de chaleur
ASPECTS GENERAUX
Cardiff
Capitale du Pays de Galles, Cardiff, fondée par
les Romains il y a plus que 2.000 ans, compte
aujourd'hui plus de 315.000 habitants. Cette ville
portuaire figure parmi les plus belles villes
britanniques. Etablie grâce aux richesses
provenant du charbon. Elle représente le centre
d'affaires du Pays de Galles et attire plus de 20%
des investissements étrangers du Royaume-Uni
au cours des dernières années. C’est aussi un
formidable lieu d'études, plus de 23.000
étudiants.
Données climatiques
Dégrées jours (18,5°C) :
Température annuelle moyenne :
2.888
10,3 °C
CONTEXTE GENERAL
En matière de politique énergétique (dès 1994), la
stratégie du Conseil de Cardiff a été de mettre
systématiquement en application la "meilleure
pratique". Pour cela, un groupe de travail composé
de personnes représentant chaque service a été
mis en place. Le secrétaire du groupe est un
fonctionnaire employé à temps plein situé dans le
service des cadres supérieurs, traitant en particulier
des problèmes relatifs à l'énergie. Le budget de ce
groupe de travail était de 180.000 EUR par an. Un
rapport annuel rédigé par le secrétaire du groupe
est présenté régulièrement au Conseil.
par le secrétaire. Des réunions ont lieu chaque
mois. L'économie d'énergie et "la meilleure
pratique" sont intégrées à chaque service. La
"meilleure pratique" d'utilisation de l'énergie est
incorporée à chaque nouveau projet (petit ou
grand) ainsi que les procédures de monitoring.
Depuis 1996, le gouvernement local du Pays de
Galles a été réorganisé et le Conseil de Cardiff est
devenu une plus grande autorité municipale avec
de plus grandes responsabilités. En 1999, l’Agenda
21 local est en plein développement avec une
participation active des habitants de Cardiff. Le
concept de développement durable va jouer un rôle
majeur dans le document final, dont la publication
est prévue pour décembre 1999.
Les coûts de service, les achats d'énergie, d'eau,
les frais de télécommunications et autres sont
discutés par le groupe, les résolutions sont prises
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Energie-Cités/ADEME
Production de froid à partir de chaleur
1998
EXPERIENCE DE CARDIFF
Genèse du projet
1982 :
Inauguration du "St Davids Concert Hall"
1993/94 : Etude de faisabilité sur un remplacement
des machines à compression
1995 :
Planification de la cogénération et de la
machine a absorption
Juin 1996 : Début d'installation
Mars 1997 : Mise en service
technique. A l'issue de cette étude, il s'est avéré
que les deux machines à froid avaient été
surdimensionnées et qu'une seule suffisait. La
suppression de l'une d'entre elles a donc été
décidée. En effet, l'installation de la machine à
absorption réduira les coûts en électricité de la salle
de concert et permettra à la chaleur de l'unité de
cogénération de faire fonctionner le groupe à
absorption.
Description du projet
"St Davids Concert Hall" a été construit par le
Conseil de Cardiff et a ouvert en 1982. Il s'agit
d'une grande salle de concert située au centre ville
et faisant partie du centre commercial St Davids. La
salle de concert accueille souvent de grands
orchestres et artistes du monde entier.
Les coûts en électricité de la salle de concert pour
1993 étaient de l'ordre de 83.650 EUR pour une
Le groupe a monté un projet pour l'installation d'une
machine
à
absorption,
d'une
tour
de
refroidissement
et
d'une
installation
de
cogénération au gaz, dont le financement a été
assuré par le Conseil et le budget de St Davids
Hall. En 1994, le projet a été publié dans "European
Journal" et par la suite, un contrat pour la
conception, l'installation et la maintenance a été
octroyé à "Broadcrown Ltd of Stone" pour un
montant de 300.000 EUR.
Parmi les facteurs importants pris en compte dans
le projet, figurent :
•
énergie réelle consommée de 1 130 MWh. Cela
correspond à 84% de la facture totale d'un montant
de 98.530 EUR qui inclut une somme fixe pour la
puissance et le monitoring. A sa mise en service, la
salle de concert était alimentée en chauffage par 3
chaudières à gaz de 1 MW, et en froid par 2
climatiseurs électriques utilisant le réfrigérant R12.
Les origines du projet et l'étude de faisabilité ont eu
lieu en 1993/94 car certains éléments de
l'installation étaient arrivés en fin de durée de vie et
en plus, il y avait la volonté de remplacer le
réfrigérant R12.
•
L'acoustique de la salle : le local technique,
comprenant les chaudières et la cogénération,
est localisé au deuxième étage et les
installations de refroidissement au cinquième
étage. En effet, faisant partie des conditions du
contrat, les vibrations et le bruit produits par
l'unité de cogénération et le climatiseur ont été
pris en compte lors des calculs et du
dimensionnement afin de ne pas modifier les
caractéristiques acoustiques de la salle de
concert. Une étude a été réalisée par des
experts acoustiques,
La "maladie du légionnaire" engendrée au
niveau des tours de refroidissement.
Une des difficultés du projet a été la mise en place
des
nouvelles
installations
pendant
le
fonctionnement habituel de la salle de concert, qui
est parfois ouvert 7 jours sur 7. Les livraisons des
pièces principales à l'arrière du Hall avaient lieu en
même temps et au même endroit que les livraisons
du centre commercial. Il a fallu des permissions
spéciales et une étroite collaboration avec le
manager du centre commercial. La machine à
absorption et le cogénérateur ont été démantelés
et déchargés par grue pendant les périodes
restreintes d'accès. Les deux unités ont été
soulevées jusqu'au sixième étage pour accéder aux
zones d'installation prévues.
Le responsable technique de Saint Davids Hall a
montré la nécessité de convertir en un autre gaz le
réfrigérant R12 utilisé par les deux groupes
frigorifiques électriques de la Société Trans. La
possibilité d'installer une machine à absorption et
une unité de cogénération avec la centrale de
chauffage déjà existante a été étudiée. L'étude de
faisabilité a été entreprise par le responsable
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Energie-Cités/ADEME
Production de froid à partir de chaleur
1998
DONNEES TECHNIQUES
La centrale énergétique du St Davids Concert Hall
est aujourd'hui composée de cinq éléments :
•
•
•
•
•
maintenance. Les coûts du contrat de maintenance
s'élèvent à 6.400 EUR par an. En supplément, le
manager technique du Concert Hall a son propre
personnel de maintenance, qui est capable de
gérer un grand nombre de problèmes quotidiens.
Un moteur fonctionnant au gaz naturel de 194
kW th,
Un générateur électrique d'une puissance
nominale de 110 kWel,
2 chaudières à gaz pour couvrir la charge
moyenne et de pointe (au total 2.000 kW),
Un groupe frigorifique à absorption à 260 kW,
Un groupe frigorifique à compression à 415 kW.
Le groupe frigorifique à absorption
De la marque THERMAX, il fonctionne au Bromure
de lithium (Li-Br). Il s'agit du modèle THW-LT-10A
de la société "Birdsall Services Ltd" :
L'unité de cogénération et e
l groupe frigorifique ont
été intégrés au système d'eau chaude basse
pression qui a du être modifié pour pouvoir opérer à
une température de 95°C. Pour diverses raisons, le
refroidisseur et l'unité de cogénération n'ont pu être
opérationnels
avant
début
1997.
Quelques
problèmes d'ordre techniques ont nécessité
plusieurs visites du contractant principal de
Broadcrown Ltd.
Le moteur à gaz
Il s'agit d'un moteur PERKINS de modèle 2006-SI
(Spark Ignited), série 2000, à 6 cylindres en ligne.
D'une puissance électrique de 110 kW, il n'utilise
pas de catalyseur.
Groupe à absorption THERMAX
Puissance frigorifique : 260 kW
Puissance thermique : 460 kW
Plage de température, circuit de chauffage :
95/85°C
Plage de température, circuit refroidisseur : 29/35°C
Plage de température, circuit réfrigérant :
8/13°C
La tour de refroidissement
Sa capacité de refroidissement est de 720 kW à
une température ambiante de 32°C. Elle est
presque totalement isolée. A l'intérieur, un tuyau
d'échappement évacue la chaleur accumulée par le
circuit de froid à l'aide d'un ventilateur et d'eau
pulvérisée issue d'un réservoir.
Moteur Perkins Série 2000
Le moteur de l'unité de cogénération est contrôlé à
distance par Broadcrown par ligne téléphonique
24h/24. Cela permet au contractant d'assurer la
Tour de refroidissement
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Energie-Cités/ADEME
Production de froid à partir de chaleur
1998
EVALUATION ET PERSPECTIVES
Le temps de fonctionnement de
l'unité de cogénération varie
selon la saison. Durant les mois
d'hiver, la durée journalière
avoisine
17
heures,
pour
presque 7 jours sur 7. Dans tous
les cas,
elle ne fonctionne
jamais en dessous de 10 heures
par jour, et de 5 jours par
semaine.
A pleine charge (110 kWel) les
émissions sont :
•
•
CO : 225 ppm,
NO : 4.840 ppm.
Ce sont plus de 198.000 kg de
CO2 ainsi économisés.
Economies réalisées
L'investissement total est de 320.000 EUR pour un
temps de retour de 6 ans.
Pendant 3.621 heures de fonctionnement, 391.900
kWh électriques ont été produits. Les économies
ainsi réalisées s'élèvent à 18.700 EUR (il s'agit d'un
calcul prévisionnel, car le moteur n'a pas encore
fonctionné une année complète au moment de
l'étude), celles-ci incluant les économies de coût
d'électricité, du gaz et de maintenance.
POUR ALLER PLUS LOIN
County Estates Division
Paul DUNLEAVY
Property Services Department
County Hall
GB - Cardiff CF UW
Tél : +44 1222 87 86 00
Fax : +44 1222 87 85 98
Email: [email protected]
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