Pilotage prédictif : 8 optimisations en CVC et Réfrigération

Que vous soyez gestionnaire de bâtiments industriels ou commerciaux, vous êtes confronté aujourd’hui à un défi économique de taille : la maîtrise des coûts énergétiques malgré une importante hausse des prix. On peut s’avancer sur le fait que si vous aviez accès à une technologie capable de réduire les coûts tout en maintenant l’efficacité de vos équipements de chauffage et de réfrigération, avec un retour sur investissement de moins d’un an, cela susciterait votre intérêt.  

Pour tous les bâtiments de grande taille et à forte consommation de chauffage et/ou réfrigération, la question reste la même : comment optimiser la gestion énergétique sans compromettre la productivité ? 

C’est ici que BeeBryte intervient. Experts en optimisation énergétique des systèmes de chauffage et réfrigération, nous proposons une solution de pilotage des équipements qui, non seulement, diminue vos dépenses énergétiques mais assure également un fonctionnement optimal de vos installations.  

Puisque cela ne se fait pas par magie, cet article vous livre en détail les différentes techniques d’optimisations qui peuvent être mises en place via notre service.

Voici les points que nous aborderons :  

1. La comparaison entre l’optimisation réactive et prédictive  

2. Les différents types d’optimisation énergétique 

3. Les bénéfices du pilotage prédictif et automatique  

 

 

1. La comparaison entre l’optimisation réactive et prédictive  

Il existe deux grandes catégories d’optimisation : 

– L’optimisation réactive consiste à surveiller et à réagir aux variations de comportement des équipements. Par exemple, adapter la vitesse de ventilation d’un frigorifère en fonction de la différence de température entre l’air et le fluide frigorigène.  

– Loptimisation prédictive, comme son nom l’indique, repose sur la prédiction et l’anticipation plutôt que la simple réaction. Elle se base sur des capacités de calcul plus sophistiquées : elle utilise des modèles calculés à partir de données collectées sur les équipements, permettant de déterminer un scénario de pilotage optimal. 

Cette méthode prend également en compte des facteurs externes : les prévisions météorologiques, les tarifs énergétiques variables (ex : heures pleines et heures creuses) ou encore la production d’électricité des panneaux solaires pour améliorer l’autoconsommation.  

 

Prenons un exemple concret d’optimisation prédictive :

Un grand complexe commercial, qui serait équipé de notre service de pilotage. Notre technologie analyse en continu les données météorologiques et les tarifs d’énergie actualisés.

Supposons qu’une vague de chaleur soit prévue pour le lendemain. En anticipation, le système ajuste les réglages du système de climatisation pendant les heures creuses de la nuit, où l’énergie est moins chère et le rendement du système de climatisation est meilleur.  

Ainsi, le bâtiment est pré refroidi à moindre coût avant l’arrivée des heures pleines et des températures maximales, garantissant confort et économies d’énergie pendant toute la journée. 

 

2. Les différents types d’optimisation énergétique : 

1) Pilotage dynamique d’une cascade des groupes froids

Gestion du taux de charge selon la température extérieure

 

Notre approche du pilotage d’une cascade des groupes froids consiste à réguler finement la puissance opérationnelle de chaque groupe au sein du système de réfrigération.

L’objectif principal est de maintenir l’efficacité énergétique relative (EER) ou le coefficient de performance (COP) à son niveau optimal pour tout le système de réfrigération.  

Dans la pratique, cela implique de contrôler précisément les séquences de refroidissement — des « cascades de froid » — adaptées aux besoins thermiques spécifiques du site, souvent utilisées pour des zones nécessitant un contrôle de température rigoureux, comme les cellules réfrigérées.  

Cette régulation est cruciale pour le bon maintien des températures, notamment dans des infrastructures de grande envergure telles que les entrepôts ou les grands complexes commerciaux, où la stabilité thermique est essentielle pour le stockage et la conservation des produits. Cet ajustement proactif contribue à réduire significativement les coûts énergétiques. 

 

2) Réglage ‘fin’ de la température de consigne des équipements CVC et Réfrigération 

Nous utilisons un réglage fin de la température de consigne des équipements CVC-R, adaptant la température en fonction des prévisions météorologiques, de la disposition exacte des émetteurs dans le bâtiment et d’un modèle d’activité permettant d’anticiper la réception et l’expédition de la marchandise. 

Notre service de pilotage analyse les conditions météorologiques et la température intérieure pour ajuster automatiquement la température de consigne pour chaque zone en tenant compte de sa position dans l’espace et de son impact sur le maintien de la température. 

Ce contrôle précis minimise la consommation d’énergie tout en maintenant une température uniforme à travers le site, elle participe ainsi au maintien en conditions opérationnelles des équipements qui fonctionnent uniquement au niveau requis et non à outrance. 

Graphique : variation de la température avant le pilotage prédictif : plus forte par rapport à la médiane (4)  

Graphique : variation de la température avec pilotage prédictif : plus ajustée et stable par rapport à la médiane (4) 

 

3) Gestion optimisée de la récupération de chaleur  

Ici, il s’agit dajuster précisément la haute pression (HP) en fonction des besoins réels de récupération de chaleur, évitant ainsi tout gaspillage d’énergie et surproduction inutile.  

Comment ça marche ? Nous mettons en place un modèle de prédiction qui estime les besoins en chauffage. Ce modèle nous aide à définir la haute pression idéale pour chaque situation, permettant d’optimiser la récupération de chaleur sans gaspiller d’énergie. 

Deuxièmement, nous ajustons la haute pression en temps réel en analysant continuellement les besoins de chauffage. Cette approche dynamique nous permet d’optimiser le processus de récupération de chaleur au fur et à mesure que les besoins changent, ce qui se traduit par des économies d’énergie tangibles. 

 

4) Ajustement d’une Haute Pression (HP) et Basse Pression (BP) flottante 

L’ajustement de la haute pression et de la basse pression flottante a pour but d’équilibrer les performances de refroidissement avec la consommation énergétique. Pour la haute pression par exemple, il s’agit de modéliser la consommation de compresseurs et des condenseurs en fonction des différents paramètres externes (météo, charge froid, etc) afin de déterminer la consigne optimale, soit celle qui minimise la consommation de l’ensemble. 

Notre processus d’optimisation nécessite les données en temps réel de la température et du niveau de charge du système pour optimiser la haute pression. Parallèlement, la basse pression est ajustée en fonction des besoins des émetteurs. 

Notre service implique ainsi la surveillance de la température extérieure mais aussi une évaluation constante de la charge des compresseurs et de la capacité du condenseur. 

Groupe compresseur – condenseur : ensemble de composants de la compression et du refroidissement du fluide frigorigène, effectuant l’échange de chaleur et favorisant le refroidissement de l’unité intérieure. 

De plus, nous avons développé un algorithme prédictif qui prend en compte les variations potentielles engendrées par les conditions opérationnelles du bâtiment et les variations météorologiques. Cette méthode nous permet d’apporter des ajustements continus à la haute pression et à la basse pression. 

 

5) Modulation des émetteurs 

Les « émetteurs » se réfèrent aux dispositifs qui libèrent de la chaleur ou du froid dans l’environnement, comme des unités de climatisation, des radiateurs, des ventilo-convecteurs, etc. Ces émetteurs sont souvent contrôlés par un système de Gestion Technique du Bâtiment (GTB) pour maintenir la température cible d’une zone. 

Notre optimisation vise à maintenir précisément la température ciblée en tenant compte des variations météorologiques et de l’activité interne. Nos équipes assurent, via notre système de pilotage, une adaptation continue du statut de chaque émetteur pour répondre aux besoins de refroidissement ou de chauffage de la zone. Cette méthode permet de régler de manière optimale le fonctionnement ON/OFF de chaque émetteur. 

 

6) Optimisation de la ventilation 

Les optimisations sur la ventilation prennent deux formes :  

  • Le contrôle avancé  

En surveillant en continu l’état de la vanne et la température intérieure, nous ajustons intelligemment l’arrêt d’un ventilateur pour utiliser l’inertie thermique encore présente dans l’échangeur afin de continuer la diffusion de froid tout en prévenant la formation de glace excessive sur ce dernier. Cette approche proactive non seulement prolonge la durée de vie du matériel, mais réduit également les coûts de maintenance associée. 

 

  • La gestion adaptive  

Cette approche consiste à ajuster précisément la vitesse de ventilation en fonction des besoins actuels et anticipés de refroidissement, tout en tenant compte des variations d’activité et des conditions météorologiques. Par exemple, lors des périodes de faible activité ou de températures plus fraîches, les ventilateurs peuvent fonctionner à une vitesse réduite tout en maintenant un confort thermique adéquat. 

 

7) Optimisation du dégivrage 

Notre optimisation du dégivrage passe par la gestion intelligente des cycles de dégivrage pour les émetteurs de froid. Nous effectuons une surveillance continue du temps de fonctionnement de ces émetteurs ainsi que des conditions réelles qui peuvent conduire à la formation de glace. En fonction de ces observations, notre système ajuste de manière précise la fréquence et la durée des cycles de dégivrage.  

Nous sommes également capables de sélectionner le type de dégivrage le plus adapté (naturel ou par apport de chaleur) pour optimiser l’utilisation d’énergie, si cela est possible. 

En éliminant les cycles de dégivrage inutiles, notre système garantit que les émetteurs restent efficaces plus longtemps et que le refroidissement reste possible lorsqu’il est nécessaire.  

 

8) Effacement et flexibilité  

L’effacement de consommation est une technique, financièrement récompensée, qui consiste à réduire volontairement la consommation d’électricité d’un bâtiment pendant les périodes où la demande d’énergie est très élevée et où les prix sont donc, eux aussi, plus élevés.

Le but, au-delà d’acquérir un revenu supplémentaire, est de diminuer les coûts énergétiques et d’aider à stabiliser le réseau électrique en évitant les pics de consommation.

Les systèmes de réfrigération fournissent généralement du froid aux bâtiments qui ont une inertie thermique, c’est-à-dire que la température augmentera lentement lorsque l’approvisionnement en froid est arrêté pendant une courte période. Ce phénomène est ce que nous appelons la flexibilité, la capacité à décaler la consommation dans le temps sans nuire aux contraintes de température opérationnelles du site.  

Bien que la flexibilité consiste toujours à stocker du froid dans le bâtiment pendant une période pour utiliser moins de production de froid pendant une autre période, la flexibilité d’un bâtiment peut être optimisée de deux manières différentes selon la façon dont cette flexibilité est valorisée financièrement : 

 

  1. Flexibilité implicite :

Lorsqu’un bâtiment a un contrat d’électricité avec un certain degré de variabilité, par exemple une différence entre les tarifs de jour et de nuit, notre optimisation pourra exploiter de manière optimale l’écart de prix de l’électricité. La consommation sera déplacée vers des périodes de prix bas pour réduire la consommation pendant les périodes de prix élevé. Néanmoins, pour être rentable, la surconsommation générée par cette optimisation doit être annulée financièrement par les différences de prix. Notre modèle d’optimisation par contrôle prédictif basé sur l’apprentissage automatique peut exploiter de manière optimale cette flexibilité implicite. 

 

  1. Flexibilité explicite :

Les mécanismes d’effacement permettent de vendre la flexibilité électrique sur les marchés de l’énergie. L’opérateur du système électrique utilisera alors cette flexibilité électrique pour équilibrer notre réseau et réduire la demande de pointe pendant les jours d’hiver les plus froids. Lorsque les prix sur ces marchés atteignent des sommets, un service d’effacement peut générer une rémunération supplémentaire substantielle en plus de nos économies d’énergie « classiques ». 

A savoir : Nous offrons un service d’optimisation sur mesure, qui s’adapte à la dimension de votre site et au type d’équipement que vous disposez. Il est “effacement ready”.

 

3. Les bénéfices du pilotage prédictif et automatique  

  • Économies d’énergie

Notre équipe d’ingénieurs et de thermiciens a mis au point un service de pilotage “prédictif” pour les systèmes de Chauffage, Ventilation, Climatisation et Réfrigération (CVC-R).

Quel est le rôle et l’importance de la prédiction ?  

Grâce à notre service, les ajustements de température et d’énergie ne suivent plus uniquement des formules fixes et programmées ; ils sont anticipés et adaptés selon les besoins, avec une finesse qui tient compte du rythme de vie dans les bâtiments qu’ils servent (ex : l’absence de monde tôt le matin ou tard le soir, etc.) mais aussi des conditions météorologiques. 

Derrière ce service, ce sont des experts en thermique, en données, en IT et ingénieurerie qui travaillent à affiner constamment leurs algorithmes, basés sur des données réelles et des retours continus, pour mieux s’adapter et réagir aux besoins des utilisateurs. Cela permet de réaliser des économies d’énergie substantielles (jusqu’à 40%) tout en améliorant le confort des occupants et en minimisant l’impact environnemental.  

 

  • Intelligence augmentée   

En sorte, nous rajoutons aux automates, équipements thermiques et à la GTB, une surcouche intelligente. Cela sans impacter les installations ni les opérations sur site.   

Les données de vos équipements qui s’avèrent utiles à nos process d’optimisations sont stockées dans notre cloud. Grâce à elles, le service de pilotage prédictif parvient à facilement anticiper les activités internes et externes de votre site :  

  • En interne, nous surveillons le fonctionnement des équipements et l’activité humaine. Cela concerne par exemple la détection de mouvements, les entrées et sorties, l’ouverture et la fermeture des portes, etc.   
  • Pour les activités externes, cela concerne l’évolution constante des conditions météorologiques et l’évolution en temps réel des tarifs d’énergie.   

Cette anticipation dont nous sommes capables est une tâche complexe qui nécessite une rapidité et une précision que seuls nos algorithmes et notre système peuvent garantir 

 

  • Interconnexion des équipements   

Dans un site, différents équipements communiquent souvent via une variété de protocoles. Notre service de pilotage prédictif joue un rôle crucial en reliant ces équipements entre eux pour faciliter et optimiser leur fonctionnement collectif. 

Pour assurer une interconnexion efficace, notre équipe d’ingénieurs procède à une analyse détaillée et à une collecte de données exhaustive. L’objectif est de comprendre en profondeur comment chaque équipement fonctionne et interagit sur le site, sans pour autant modifier ou perturber les installations existantes.  

Cette analyse nous permet de créer une vue d’ensemble cohérente et complète des opérations sur le site, offrant ainsi une perspective que les responsables du site pourraient ne pas avoir sans cette intégration. Cette étape initiale d’optimisation est essentielle pour garantir que tous les équipements travaillent de manière synchronisée et efficiente.  

 

  • Contrôle dynamique 24/7 des équipements   

Notre service de pilotage intelligent offre un contrôle précis et dynamique des équipements CVC-R, opérant 24h/24 et 7j/7. Il s’intègre parfaitement aux systèmes de Gestion Technique de Bâtiments existants et peut être déployé sans perturbation majeure.    

Il vous offre une gamme complète de fonctionnalités : visualisation, prévision, analyse, diagnostic et surtout : pilotage automatique intelligent des équipements. En d’autres termes, vous avez tout ce dont vous avez besoin pour une gestion énergétique efficace et optimisée, directement à portée de main. 

Important : Notre pilotage n’exclut pas votre contrôle, le service peut être désactivé d’un simple tour de clé en cas de besoin. 

 

  • Pas de remplacement ou de modification des équipements existants   

Notre service de pilotage prédictif est conçu pour s’intégrer harmonieusement avec vos équipements CVC-R existants. Cette intégration se fait sans nécessiter de remplacement ou de modification, évitant ainsi des coûts supplémentaires liés à l’acquisition de nouveaux matériels. 

 

Conclusion : 

L’intégration de notre service de pilotage peut améliorer significativement la gestion énergétique des bâtiments industriels et commerciaux. 

Notre service s’harmonise avec les systèmes CVC-R existants, optimisant leur efficacité énergétique sans nécessiter de remplacements ou de modifications coûteuses. 

Nous nous servons de données récoltées en amont et collectées en temps réel, sur vos équipements mais aussi via des capteurs pour la météo par exemple. Nous établissons ainsi des analyses prédictives pour être en mesure d’ajuster le fonctionnement des équipements en fonction des variations climatiques, des variations de tarifs d’énergie, et des besoins internes.  

Chacune de nos actions, qu’il s’agisse d’optimiser les cycles de dégivrage ou d’ajuster les pressions dans les systèmes de refroidissement, est conçue pour améliorer la gestion énergétique des équipements, tout en veillant scrupuleusement à respecter vos consignes. 

En résumé, notre approche vise à fournir une gestion énergétique plus intelligente et plus efficace, en adaptant continuellement les systèmes aux conditions dynamiques. Cela bénéficie à la fois à l’environnement et à la performance économique de vos systèmes. 

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