L'Vlaams Instituut voor Biotechnologie VIB a renouvelé le système de refroidissement d'un bâtiment de recherche à Zwijnaarde. Afin de faire un choix optimal pour cet investissement important, VIB a demandé à Ingenium d'élaborer différents scénarios. Nous avons examiné dans les grandes lignes ce qui était possible sur le site et comment l'énergie pourrait être échangée avec d'autres installations à l'avenir. Outre le concept, nous étions également responsables de la conception concrète et du suivi de l'exécution.
Le bâtiment abritant des laboratoires et des bureaux sur le Technologiepark à Zwijnaarde a été mis en service en 2002. Après deux décennies, l'installation de refroidissement jour-nuit devait être remplacée. Elle se composait de deux machines à eau glacée combinées à deux tours de refroidissement ouvertes et à la possibilité d'un freecooling. La capacité thermique était de 1,9 MW.
Prendre en compte le changement climatique
Dans tous nos scénarios, nous avons supposé que les conditions extérieures changeraient à l'avenir. En raison du changement climatique, nous pouvons nous attendre à des températures plus élevées en été que celles prévues lors de la construction du bâtiment en 2002. De plus, il y a plus d'utilisateurs dans le bâtiment aujourd'hui qu'à l'époque. Sur la base d'une simulation, nous avons décidé d'augmenter la capacité totale de refroidissement à 2,4 MW. Pour que le système soit suffisamment redondant à l'avenir, nous avons installé 3 machines au lieu de 2. Pour assurer cette disponibilité permanente, nous avons loué un refroidisseur pendant les travaux afin que les activités dans le bâtiment puissent se poursuivre sans interruption.
Aussivisualiser les paramètres pratiques
Les laboratoires du bâtiment utilisent de l'eau glacée à 7 degrés Celsius, qui est distribuée via un circuit fermé. Après utilisation, l'eau chauffée doit être refroidie à nouveau. À cette fin, nous avons examiné différents scénarios : refroidisseurs air-eau, refroidisseurs eau-eau avec refroidisseurs secs ou refroidisseurs métadiabatiques et refroidisseurs eau-eau avec tours de refroidissement. Nous avons également étudié deux options en détail : le freecooling (sans refroidissement actif) et la récupération de chaleur (au lieu d'évacuer la chaleur).
Outre les coûts totaux d'investissement et d'exploitation et lesémissions de CO2, nous avons également pris en compte l'intégration pratique pour chaque scénario : la production de bruit et l'occupation de l'espace ont été les principaux défis pratiques et ont joué un rôle déterminant dans le choix du scénario final : 3 refroidisseurs avec des tours de refroidissement ouvertes.
Réutiliser la chaleur ailleurs
Comme nous souhaitons toujours travailler de la manière la plus durable et la plus économe en énergie possible dans notre concept, nous avons également envisagé des scénarios dans lesquels l'excès de chaleur des laboratoires est récupéré dans les unités de réfrigération pour chauffer le bâtiment des laboratoires. Cela permettrait de réduire la consommation de gaz de 60 %. Cette option n'a pas été retenue par le VIB à l'époque, mais les nouvelles installations sont conçues pour lever cette option à l'avenir.
Mieux piloter, moins consommer
Dans l'installation d'origine, l'eau glacée était pompée en permanence à plein débit, indépendamment de la saison et (donc) des variations de la demande. Ce n'était pas l'option la plus efficace sur le plan énergétique. Nous avons donc converti le circuit d'eau glacée existant en un système à débit variable. Cela permet non seulement d'économiser de l'électricité, mais aussi d'améliorer l'efficacité des systèmes de refroidissement.
Consommer moins d'eau de ville
Les tours de refroidissement fonctionnent normalement avec de l'eau de ville. Comme la chaleur est évacuée par évaporation, une partie de l'eau est toujours perdue. Pour réduire la consommation d'eau de ville, nous avons raccordé des réservoirs tampons d'eau de pluie aux tours de refroidissement. Dans un réservoir de rupture, l'eau de ville est mélangée à l'eau de pluie. De là, le niveau d'eau dans les tours de refroidissement est maintenu en permanence au bon niveau.
TCO favorable
L'investissement du VIB devrait être rentabilisé sur une période de 2 à 3 décennies. En examinant et en pesant les différents scénarios futurs avec la perspective la plus large possible, et en considérant à la fois les gains rapides et les synergies possibles à long terme, le coût total de possession (CTP) devient beaucoup plus favorable.
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