Un aréna efficace à Mistissini

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1 Un aréna efficace à Mistissini
Laurier Nichols, ing. Pierre-Alain Giroud, ing. Dessau-Soprin inc. Séminaire  en Efficacité Énergétique  - 3e édition      Pour se mettre au diapason 12 décembre 2005

2 Table des matières Exemple de consommation énergétique Le projet
Simulations énergétiques Réfrigération vs Chauffage Solution retenue Amélioration futur Conclusion

3 Consommation d’électricité d’un appartement
Chine 800 à 900 kWh (sans chauffage, cuisson et eau chaude Québec kWh (avec chauffage, cuisson et eau chaude) dont: 8 000 kWh (pour le chauffage) 3 330 kWh (pour l’eau chaude) 705 kWh (cuisson) 4 465 kWh (éclairage, réfrigérateurs, autres …)

4 Ancien réfrigérateur

5 Nouveau réfrigérateur
6x inférieur

6 Consommation d’électricité d’un aréna
Val-des-Monts (usage 8 mois) kWh $ par année Aréna ??? (usage 8 mois) kWh $ par année Différence kWh $ par année

7 Communauté Cris de Mistissini
Population 3467 Signification Grosse Roche Distances Chibougamau: 90 km Chicoutimi: 470 km Montréal: 830 km Québec: 635 km Ottawa: 840 km Val-d'Or: 510 km

8 Village Cris de Mistissini
Nouveau centre communautaire 22 juillet 2005 par Nichole Ouellette

9 Données climatiques de Mistissini
Latitude: 50' 25 " Longitude: 73' 53 " Température de conception Chauffage - 40°F (-40°C) Climatisation 82/ 70 °F (28/ 21°C) Degrés jour Chauffage DJ (6 300)

10 Centre communautaire de Mistissini (68 500 pi2)
Un aréna, 8 mois/ans ( pi2) 1300 spectateurs ( pi2) 6 vestiaires (5 400 pi2) Centre communautaire ( pi2) Gymnase – refuge d’urgence Cuisine Fitness Bureaux – Salle de conférence Bibliothèque – Grand hall

11 Centre communautaire de Mistissini

12 Centre communautaire de Mistissini

13 Centre communautaire de Mistissini

14 Contraintes de conception
Refuge d’urgence 700 personnes  cfm air frais Autonomie > 5 jours Hottes de cuisine (4 000 cfm) Flexibilité d’utilisation Zamboni électrique Piscine future Pas de gaz naturel

15 Données de conception Température intérieure foyer et centre :
Hiver 74°F, 30 HR Été 76°F, 60 HR Température intérieure des gradins: 59°F

16 Simulations énergétiques
Logiciel DOE2.1E Fichier météorologique de Roberval Simulation aréna de référence 2 passes Faible récupération de chaleur (eau chaude domestique, chauffage sous dalle et fosse à neige) Chauffage électrique Unités de toit Débit d’air extérieur (AE) Mode normal: cfm centre / cfm Avec hotte: cfm centre / cfm Urgence: cfm centre / 0 cfm

17 Consommation aréna référence (tout électrique)
kWh/ an  $/ an

18 Rejet de chaleur vs. Chauffage
Aréna de référence / opération normale (8600 cfm AE centre et 4700 cfm AE aréna ) / sans roue thermique

19 Rejet de chaleur vs. Chauffage RT
Aréna de référence/ opération normale (8600 cfm centre et 4700 cfm aréna ) / avec roue thermique / COP supérieur

20 Rejet de chaleur vs. Chauffage II
Conclusion Roues thermiques diminuent fortement la charge de chauffage Rejet de chaleur des compresseurs permet de chauffer une importante partie du bâtiment condenseur à eau pour récupérer l00% chaleur rejetée Chauffage à basse température (max 100°F) Thermopompes

21 Réfrigération vs Chauffage I
COP Global Total (kBtu/h) 1,1 1060 1,2 997 4,2 316 6,4 185 Chauffage 700 kBtu/h 816 kBtu/h 685 kBtu/h COP chauffage 875 0,8 194 Chaudière 4,2 685 kBtu/h 100 °F 622 kBtu/h 70 °F 622 kBtu/h 70 °F 185 2,7 COP réfrigération 185 2,7 122 4,1 122 4,1 Réfrigération 500 kBtu/h à 5 °F

22 Réfrigération vs Chauffage II
COP Global 6,4 7,1 3,6 4,2 Chauffage 685 kBtu/h 100 °F 664 kBtu/h 90 °F 880 kBtu/h 816 kBtu/h COP chauffage 195 194 4,5 4,2 185 164 2,7 3,05 685 kBtu/h 100 °F 622 kBtu/h 70 °F COP réfrigération 185 2,7 122 4,1 Réfrigération 500 kBtu/h à 5 °F

23 Solutions retenues aréna
Récupération totale de la chaleur rejetée par les compresseurs 3 unités de 2 compresseurs (R404A)  flexibilité Chauffage des gradins par planchers radiants basse température (86 °F) Circuit de 5 passes au méthanol 25% Banque à glace: stockage journalier de froid, limitation de l’appel de puissance Déshumidificateur - thermopompe Éclairage efficace de l’aréna Plafond en acier réfléchissant (steel deck)

24 Solutions retenues centre
Géothermie: chauffage additionnel et stockage saisonnier Chauffage du centre communautaire par des thermopompes sur boucle d’eau Récupération de la chaleur de l’air évacué par des roues thermiques Contrôle Air frais par sonde de CO2 Préchauffage de l’eau chaude domestique par thermopompes Chaudière à huile pour le préchauffage de l’air frais et l’urgence

25 Schéma

26 Systèmes de ventilation
Arena ROUE THERMIQUE AIR EVACUÉ AIR NEUF SERPENTIN PRECHAUFFAGE GLYCOL Centre communautaire EVACUATION TOILETTES AIR EVACUÉ EVACUATION GENERALE VERS THERMOPOMPES AIR NEUF

27 Dimensionnement des puits
Centre communautaire de Mistissini DOE-2.1E /12/ :03:51 PDL RUN 1 Propose REPORT- PS-C EQUIPMENT PART LOAD OPERATION WEATHER FILE- ROBERVAL 1968 TOTAL ANNUAL FALSE ELEC THERMAL HOURS AT PERCENT PART LOAD RATIO HOURS LOAD LOAD USED USED EQUIPMENT (MBTU) (MBTU) (KWH) (MBTU) ELEC-HW-BOILER OPEN-REC-CHLR COOLING-TWR

28 Déshumidificateur

29 Salle mécanique I

30 Salle mécanique II

31 Puits géothermiques

32 Économies d’énergie Économies 1 559 000 kWh/ an  - 61%
Référence Proposé kWh/ an  $/ an kWh/ an  $/ an Économies kWh/ an  - 61% $/ an  - 67% 460 tonnes de CO2

33 Coûts A venir

34 Érection structure

35 Fosse à neige

36 Puit test géothermie

37 Projet de Monitoring Soutien du centre de la technologie de l’énergie de CANMET- VARENNES (Marius Lavoie) But: Mesurer tous les flux Optimiser le dimensionnement Valider les simulations énergétiques Implantations 8 débitmètres 2 sondes de pression différentielles (débit des serpentins) 8 sondes de température Monitoring à distance

38 Améliorations futures
Chauffage de l’eau chaude domestique à l’aide d’un désurchauffeur Récupération d’énergie à haute température  Pas besoin de thermopompe eau-eau Sous refroidissement mécanique Consommation des compresseurs  -10%

39 Conclusions A venir

40 Merci ! QUESTIONS ?