Contrôle prédictif des équipements thermiques

Le contrôle prédictif des équipements thermiques, un facteur clé de la réduction des coûts énergétiques.

Utilisée pour réguler les installations thermiques dans les bâtiments industriels, commerciaux et tertiaires, la méthode de contrôle prédictif s’avère plus efficace pour réduire les coûts énergétiques des bâtiments que les systèmes de contrôle traditionnels.

Cette technologie surveille le comportement des équipements via des capteurs IoT, anticipe la météo et l’activité du site, pour réguler et délivrer le meilleur coefficient de performance du bâtiment.

1. Impact de l’absence de contrôle dynamique dans une tour de bureaux

2. Et dans un entrepôt frigorifique ?

3. Réaction vs Anticipation

4. Opter pour le contrôle dynamique

Impact de l’absence de contrôle dynamique dans une tour de bureaux

Prenons un premier exemple dans une tour de bureaux, en Asie du Sud-est, où il fait souvent chaud.

Le contrôle du système de climatisation n’est pas réalisé de manière dynamique, c’est-à-dire que le bâtiment réagit aux éléments.

Lorsqu’il pleut, la sensation de froid survient immédiatement dans les bureaux. En cause, la perte de quelques degrés de température extérieure et la disparition du soleil derrière les nuages, qui ne réchauffe donc plus la pièce à travers les vitres. Naturellement, l’apport d’air neuf est également plus froid, accentuant ainsi la baisse de la température dans le bâtiment.

Le système de climatisation, grâce à sa régulation, va détecter le changement de température et réagir par rapport à celui-ci.

Cependant, ce changement n’intervient pas instantanément : plusieurs dizaines de minutes – 15 à 30, en général – sont nécessaires. Avant de s’adapter, le système aura donc poursuivi sa production de froid, affectant par là même le confort des occupants et augmentant la consommation énergétique.

Cet exemple est un cas typique des situations que nos équipes rencontrent en Asie.

La faille dans ce processus est qu’il repose sur un système fonctionnant « à réaction », à l’inverse d’un système vertueux, qui anticiperait en permanence les changements météorologiques.

Et dans un entrepôt frigorifique ?

En Europe, les variations météorologiques s’observent entre nuit et jour, et à l’échelle des saisons. Les exemples de la pertinence du contrôle dynamique sont différents de l’Asie, mais pas moins nombreux.

Ici, voyons le cas du dégivrage d’évaporateurs en entrepôt. Classiquement, il repose sur un planning établi et paramétré dans la GTB. Par exemple : le dégivrage se déclenche à 4h, puis à 8h… et ainsi de suite au long de la journée.

Il existe cependant des systèmes de contrôle plus avancés. Par exemple, l’ouverture régulière de la porte d’une cellule augmente le taux d’humidité autour des machines proches de cette porte, nécessitant un dégivrage plus fréquent. Toutefois, il peut être optimal de limiter le dégivrage durant la nuit lorsque la porte n’est pas utilisée.

Rien n’est entrepris pour s’adapter au niveau de charge de l’entrepôt. Pourtant, une cellule utilisée à 30% de sa capacité de stockage nécessite un besoin en froid moindre qu’avec un taux de remplissage de 100%. L’utilisation des évaporateurs est réduite; la théorie suggère de réduire les actions de dégivrage.

Il en va de même de l’impact météorologique (température, humidité, vent, saisons, etc.). Ignoré par les systèmes car complexe à anticiper, il est pourtant clé pour anticiper le besoin en dégivrage des évaporateurs.

En outre, le dégivrage, selon la technique, engendre une consommation variable en énergie. Si pour des produits stockés en froid positif, le dégivrage à l’air ambiant suffit, il en va différemment des produits stockés en environnement négatif. Il existe donc d’autres formes de dégivrage : à l’eau chaude, au gaz, électrique etc.

Bien que nécessaires, ces méthodes présentent un inconvénient double :  gourmandes en énergie, elles réchauffent la pièce, qu’il faut refroidir par la suite.

Autant donc dégivrer quand c’est réellement nécessaire !

Enfin, la durée des dégivrages est souvent fixe. Or, ne vaut-il pas mieux s’adapter en fonction du besoin réel ? Pourquoi prévoir 30 minutes systématiquement, quand parfois 28 ou 25 minutes suffiraient?

Réaction vs Anticipation

L’intérêt d’agir par anticipation est donc à la fois financier et pour satisfaire les besoins opérationnels et de confort.

Plutôt qu’appliquer des consignes au fonctionnement linéaire, il convient de comprendre les besoins thermiques à venir et d’adapter en conséquence les systèmes de chauffage et de refroidissement aux variables météorologiques et à l’activité du bâtiment (ex : la nuit, les jours fériés, le dimanche…).

• Entre « réagir » et « anticiper », l’écart en termes d’impact CO₂, de consommations et de coûts est conséquent.

Si l’environnement est dynamique, la régulation doit l’être.

Les moyens à mettre en œuvre

Revenons à nos exemples.

Dans notre tour de bureaux, en Asie, il convient d’ajuster les consignes de température au bon moment pour bénéficier pleinement du froid naturel et éviter l’inconfort dans le bâtiment.

Pour ce faire, le système d’optimisation prédictive de BeeBryte intègre les données de météo à venir dans son calcul des besoins thermiques du bâtiment. En prenant en considération l’inertie thermique du bâtiment, nous ajustons au bon moment les consignes de température.

Confort et baisse des consommations : La régulation dynamique permet de faire d’une pierre deux coups.

Si ce premier exemple met en exergue l’importance de la prise en compte de la météo à venir, il en va d’une importance toute comparable concernant la prise en compte du niveau d’activité : un bâtiment dont la moitié des occupants télétravaille présente un besoin thermique moindre qu’à pleine capacité.

En optimisation d’entrepôt, notre solution monitore les évaporateurs pour comprendre leur propension à prendre en glace en fonction de l’environnement. Ceci nous permet de détecter le besoin et de déclencher le dégivrage au bon moment.

De surcroît, nous l’adaptons dans sa durée. Si 20 minutes suffisent à un dégivrage complet, nous dégivrons 20 minutes, pas plus !

Cet aspect dynamique permet à la fois :

• D’éviter de réchauffer une cellule
• D’accroître la disponibilité des évaporateurs pour refroidir
• De consommer intelligemment et de générer des économies d’énergie

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