Le projet en cinq temps vise à améliorer le rendement énergétique de 35 p. 100 par rapport au chauffage au gaz, dans les installations du Réseau de transport de la Capitale d’une superficie de 492 000 pieds carrés
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Le mercredi 21 mars 2012
Personnes ressources
| Christian Vachon (Président) | John Parris Frantz | |
| Enerconcept Technologies Inc. | JPF Assoc. Communications | |
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| christian.v@enerconcept.com | john@jpfcomm.com |
QUÉBEC—Lorsqu’un garage d’entretien du réseau de transport en commun de Québec a eu besoin de remplacer son système de CVAC, les ingénieurs ont conçu un système de récupération utilisant l’air chauffé par le soleil, la récupération de la chaleur et d’autres méthodes d’économie d’énergie.
Les ingénieurs du bureau de génie-conseil de Québec Genivar Inc., le fabricant de capteurs solaires Enerconcept Technologies de Magog, l’entrepreneur général TBC, de Québec et la Ville ont joint leurs forces pour concevoir un système de chauffage de l’air extérieur allié à d’autres éléments de CVAC qui permettront à la Ville de réduire de 35 p. 100 par année sa consommation d’énergie, avec un retour sur l’investissement de six ans une fois les cinq étapes du projet complétées. Le plan d’économie et de retour sur l’investissement comprend une remise de 3 $/m3 de gaz naturel du Fonds en efficacité énergétique (FEÉ) du distributeur de gaz naturel, Gaz Métro, en plus de mesures incitatives de Ressources naturelles Canada (RNC).
L’installation de 492 000 pieds carrés du Réseau de transport de la Capitale (RTC), consacrée principalement à l’entretien et à l’hébergement d’autobus, consommait auparavant près de 1 M$ en énergie chaque année avec un équipement conventionnel au gaz qui avait dépassé son espérance de vie utile. La plus grande partie de la consommation d’énergie était consacrée à chauffer l’air extérieur pour assurer le confort intérieur des dizaines d’employés et pour les besoins en qualité de l’air ambiant du garage, qui exigeaient jusqu’à quatre renouvellements d’air par heure.
D’après une vérification effectuée par l’équipe de construction de Genivar, dirigée par le coordonnateur du projet Dany Hammond, T.A., LEED AP, les systèmes de CVAC du garage utilisaient 650 000 m3 de gaz naturel et 11,5 millions de kWh d’électricité chaque année, dont 7,5 à 8 millions de kWh étaient consacrés au chauffage. L’équipement existant comprenait deux chaudières au gaz de 400 hp et une chaudière électrique de 600 kW pour alimenter différents ventilo-convecteurs jumelés à 30 systèmes à air 100 % extérieur pour répondre aux besoins de qualité d’air ambiant. « Ce projet fait partie de la mission écologique de Québec alors que l’équipement CVAC conventionnel en fin de vie est évalué dans le but d’une éventuelle adaptation pour l’alimentation aux sources d’énergie alternatives et d’en assurer l’efficacité énergétique, » rapporte monsieur Hammond. « Une conception solaire dont la période de récupération (retour sur l’investissement) est efficiente, était encouragée par la Ville à cause de l’image verte qu’elle projette. »
La première phase portait sur l’utilisation de capteurs solaires à air chaud métalliques muraux Unitair et vitrés Luba GL montés sur toit, fabriqués par Enerconcept Technologies. Le capteur solaire mural est privilégié à cause de son efficacité et de ses avantages financiers sur le capteur solaire monté sur toiture. Par conséquent, l’équipe de conception de Hammond a choisi d’installer un capteur Unitair de 1 280 pieds carrés sur le mur sud de l’édifice, en métal, d’une hauteur de 25 pieds. Ce dernier fournit l’air extérieur chauffé à l’énergie solaire à un système CVCA sur toit fait à Trane, Picataway, N.J. Le capteur Unitair est constitué de métal ondulé capable de chauffer 12 000 pi³/min d’air à 13°C (23°F) au-dessus de la température ambiante.
D’autres appareils d’appoint situés trop loin du mur sud auraient exigé l’installation de tuyaux de métal hélicoïdaux trop longs pour en assurer l’efficacité. Par conséquent, Genivar a choisi d’installer un système sur toiture Luba GL, d’une superficie de 3 900 pieds carrés, à proximité des appareils. Ler système compte 144 capteurs solaires sur 22 rangées orientées vers le sud avec une inclinaison de 70°. Selon l’Association canadienne de normalisation (CSA), le système Luba GL offre le meilleur rendement de l’industrie avec un facteur de 1.10. Chaque collecteur Luba GL fournit 300 pi³/min, une capacité de chauffage de l’air de 12°C (21°F) au-dessus de la température ambiante et une capacité de 2,5 kW par ensoleillement optimal.
La conception des capteurs sur toit tient compte de la charge du toit, surtout dans des endroits propices aux accumulations de neige comme la ville de Québec. Par contre, le Luba GL, dont les dimensions sont 2 840 x 916 x 205 mm (111 x 36 x 8 po), ne pèse que 42 kilogrammes (93 livres). Son design breveté à panneau arrière noir perforé avec un absorbant recouvert de feutre augmente l’efficacité et ne requiert aucunement l’isolation des capteurs conventionnels, ce qui signifie un coût et un poids moindres. Le capteur comprend également une zone de dégagement de 914 mm (36 pouces) au-dessus de la surface du toit évitant ainsi les accumulations de neige. Le profil élevé et l’absence d’isolation, combinés à une étude de la structure du toit, commandée dès le départ par Genivar, sont venus à bout des questions de neige et de poids, selon M. Hammond. De plus, le profil plat du toit expansif et les forts vents propres à la région empêchent les accumulations de neige, même si la ville de Québec est réputée pour ses importantes chutes de neige.
TBC Construction, de Québec, un entrepreneur en mécanique multidisciplinaire spécialisé en réfrigération, en chauffage, en ventilation, en électricité, en plomberie et en gaz médicaux, a installé les capteurs ainsi que les conduits de métal hélicoïdaux de 40 po de diamètre qui fournissent l’air chauffé par le soleil aux systèmes CVAC du toit. Les capteurs solaires installés sur le toit comportent des branches de 20 po de diamètre qui relient chaque rangée aux circuits principaux de 40 pouces de diamètre. Tous les conduits sont peints en noir évitant ainsi le besoin d’isolation et le dépense inhérente. De plus, des dispositifs de commande de Belimo Aircontrols USA, de Danbury au Connecticut ont été installés ainsi que des volets d’évitement fabriqués par T. A. Morrison Co. (TAMCO), de Stittsville en Ontario.
Hydro Québec a également offert d’autres incitatifs en matière d’économies d’énergie en ce qui a trait au système d’éclairage existant, système d’évacuation de la cuisine ainsi qu’aux systèmes d’évacuation à contrôle intelligent pour les salles de peinture équipées de mécanismes d’entraînement à fréquence variable, la récupération d’énergie de l’évacuation de la chaleur du refroidisseur, et la distribution de l’air de ventilation par déplacement. Hydro Québec offre une aide financière variant de 7 à 10 p. 100 par kWh économisé.
Tout équipement à vitesse variable, volets d’évitement pour les systèmes à énergie solaire, nombre de renouvellements à l’heure et le fonctionnement général du CVAC sont contrôlés par les systèmes d’automatisation de l’immeuble, fabriqués par Delta Controls de Surrey, en Colombie-Britannique; et Reliable Controls, de Victoria en Colombie-Britannique. L’intégration des nouvelles commandes d’adaptation au système SAC a été effectuée par le détaillant Delta, R?gulvar, de Québec, et le détaillant Reliable, Les Contrôles A.C. de Québec. Le SAC conserve également des températures fixées à 15°C (60°F), 18°C (65°F) et 22°C (72°F) dans l’aire d’entreposage, l’aire d’entretien et les bureaux, respectivement.
La chaleur solaire gratuite est un avantage pour une installation qui déplace des centaines d’autobus à travers de grandes portes et qui subit des pertes de chaleur importantes. De plus, l’étude énergétique de Genivar recommandait de remplacer les rideaux d’air plus anciens ou moins efficaces dans les portes d’entrée des autobus pour retenir le plus de chaleur possible.
La portion de récupération de chaleur de la première phase utilisait la technologie d’échange de chaleur air-air par caloduc ThermoGain de Innergy Tech Inc., de Drummondville, Québec. La première phase consistait également à adapter des moteurs à ventilateur d’extraction sur le capot dans l’atelier de peinture avec mécanisme d’entraînement à fréquence variable contrôlé par des commutateurs sur les applicateurs de peinture avec un capteur de COV de secours.
Prochaines phases
Les trois prochaines phases comprennent un autre bloc de 1280 pieds d’Unitair qui ajouteront 12 000 pi³/min, et 80 unités Luba GL qui ajouteront 24 000 pi³/min, pour augmenter la capacité de chauffage d’air extérieur. Les deux systèmes seront intégrés à quatre autres systèmes à air exclusivement extérieur. L’équipement à énergie solaire sera également combiné à une technologie de récupération de chaleur d’échappement inversé de BKM Energy & Environmental Products, de Hartford, au Connecticut.
La cinquième phase convertira des chaudières à gaz ignitubulaires en six chaudières à condensation de 2 000 MBtu, entre autres, comme le système de chauffage en circuit fermé, et les convertira en chaudière à température minimale de 55°C (131°F) au lieu de chaudière à température maximale de 82°C (179°F). De plus, les 80 capteurs d’énergie solaire sur toit Luba GL et les 1 280 pieds carrés de capteurs d’énergie solaire muraux Unitair seront également ajoutés à un autre système d’air d’appoint.
L’ajout de l’énergie solaire au projet lui confère une valeur inestimable en termes d’énergie durable et en fait une solution efficace de chauffage à période d’une période de retour sur l’investissement relativement courte pour les contribuables, selon M. Hammond, qui a déjà conçu plusieurs édifices équipés de capteurs à air solaire muraux et monté sur toiture.
L’équipe de Genivar a étudié d’autres solutions telles que l’eau chauffée à l’énergie solaire, qui aurait pu à la fois fournir de l’eau chaude aux ventilo-convecteurs et réduire les frais de chauffage de l’eau pour le lavage des autobus. Par contre, l’eau chauffée à l’énergie solaire n’offrait pas un période de retour sur l’investissement acceptable. « Par rapport à l’électricité solaire (photovoltaïque) et à l’eau chauffée par l’énergie solaire, l’air chauffé par l’énergie solaire offre assurément une meilleure valeur et nous étudions actuellement sa faisabilité pour chaque projet de chauffage de l’air extérieur que nous proposons, » indique M. Hammond.
À propos d’Enerconcept Technologies: Enerconcept Technologies est une entreprise fondée il y a 14 ans dont le siège social est situé à Magog. Enerconcept Technologies se spécialise dans la fabrication de systèmes de chauffage à air chauffé par énergie solaire et vend ses produits en Amérique du Nord, en Europe et en Asie. Enerconcept Technologies a conçu le Lubi, un collecteur de chauffage à air chauffé par énergie solaire mural destiné aux bâtiments commerciaux, industriels et institutionnels. De par son design vitré et perforé en attente de brevet, le collecteur Lubi est le système de chauffage à air chauffé par énergie solaire le plus efficace au monde selon des tests effectués par la l’Association canadienne de normalisation (CSA). Le Lubi a remporté le prix AHR de l’innovation 2012 dans la catégorie du chauffage. Enerconcept fabrique également un système de chauffage mural à énergie solaire, des systèmes de chauffage d’air à énergie solaire et d’autres produits ingénieux d’énergie alternative. Pour plus d’informations sur Enerconcept Technologies, veuillez consulter le enerconcept.com, envoyer un courriel au info@enerconcept.com ou appeler au (866) 829-1690.
