Production de froid par absorption avec récupération d’énergie sur chaleur fatale

Fait par Dominique BRIANE, directeur de BETSO Ingénierie 

Cette chronique technique traite de la réalisation d’une centrale de production de froid par machine absorption raccordée au réseau de chaleur renouvelable des Grisettes, alimenté par AMETYST, l’unité de traitement par méthanisation des déchets ménagers de la Métropole de Montpellier.

Ensemble immobilier LAZARD – NEOS à Montpellier 
Réseau Montpellier de Chaleur et de Froid (RMCF)

L’ensemble immobilier NEOS, réalisé par le Groupe LAZARD, se situe sur le lot 30 de la ZAC de Garosud sur la commune de Montpellier, en bordure de la ZAC des Grisette.

Il s’agit donc d’un ensemble de deux bâtiments de bureaux : NEOS 1 livré en mai 2019 et NEOS 2 en cours de réalisation, d’une surface de 5 500 m² chacun, sur 6 niveaux.

1/ Un réseau de chaleur récupérée à 88% d’une cogénération via méthanisation

La SERM (Société d’Equipement de la Région de Montpellier) dessert, à partir du réseau de chaleur des Grisettes, l’ensemble des constructions de la ZAC. Ce réseau de chauffage urbain est alimenté par de la chaleur issue du centre de traitement des déchets par méthanisation, AMETYST, située à 800 m de la ZAC. La décomposition des déchets produit du biométhane qui alimente les moteurs d’une cogénération, produisant simultanément de l’électricité et de la chaleur (refroidissement des moteurs et des gaz de combustion). La chaleur non-utilisée sur place est injectée sur le réseau de chauffage urbain.

La chaleur distribuée sur le réseau est récupérée à 88% sur les moteurs de la cogénération. Le complément est assuré par une chaufferie au gaz naturel assurant l’appoint en hiver et le secours en cas d’arrêt technique d’AMETYST.

La SERM a également développé pour certains de ses clients, des solutions de production de froid décentralisées, par absorption indirecte, alimentées par le réseau de chaleur, avec énergie de récupération. La clinique Saint Roch, nouvellement installée quartier des Grisettes, a déjà été équipée d’une machine à absorption (travaux réalisés également sous maîtrise d’œuvre BETSO).  C’est maintenant le programme immobilier du promoteur LAZARD, voisin de la clinique, qui bénéficie de cette solution. SERM Energie (avec MOE BETSO) avait déjà réalisé en 2014 une première opération de climatisation par absorption indirecte sur réseau de chaleur dans l’écoquartier la Mantilla (Zac Port Marianne).

En 2014, la SERM avait déjà confié au BET BETSO une première opération de climatisation de l’ilôt d’immeubles La Mantilla de 30 000 m² par absorption indirecte sur le réseau de chaleur renouvelable de Port Marianne à Montpellier.

2/ Une production de froid par absorption sur le programme immobilier LAZARD – NEOS

La centrale de production de froid qui assure la climatisation de l’ensemble des bureaux des deux bâtiments, est installée dans des locaux techniques, au sous-sol et en toiture terrasse du bâtiment NEOS 1. Cette centrale de production de froid réalisée par la SERM, est alimentée par le réseau de chaleur renouvelable des Grisettes.

Ce programme est lauréat de l’Appel à Projet des Nouvelles Technologies Emergentes  de l’ADEME et a bénéficié d’une subvention d’équipement de 130 879 €.

La production de froid sur le programme immobilier LAZARD NEOS, est obtenue à partir d’une machine à absorption de marque THERMAX, commercialisée par TRANE, d’une puissance frigorifique de 90 kW en régime hiver et de 71 kW en régime été. 

Elle est alimentée en chaud à partir du réseau de chaleur de la SERM, avec un régime de température de 100°C / 70°C en hiver et de 80°C / 70°C en été. 

Elle produit de l’eau glacée avec un régime de température 9°C / 14°C et elle est refroidie par un drycooler adiabatique de marque PERFORMER SYSTEM, d’une puissance de refroidissement de 276 kW, avec un régime de température de 29°C / 34°C. 

Cette machine à absorption fournit la base des besoins de climatisation des bâtiments NEOS 1 et 2 : besoins d’hiver et de mi-saison ainsi que le talon d’été. Le couple chimique utilisé est Bromure de Lithium/eau.

Il est important de dimensionner la machine à absorption sur un besoin de base pour lui assurer un fonctionnement le plus stable possible et optimiser le coût des investissements. En effet, d’une part, limiter les arrêts thermostatiques trop fréquents permet de maintenir le cycle chimique et les performances de l’absorbeur et, d’autre part, le coût d’une production d’eau glacée par absorption est sensiblement plus élevé que par compression.

L’installation permet ainsi de substituer 90 MWh électriques par an par utilisation de la chaleur fatale issue de la Méthanisation.

Schéma de principe hydraulique de l’installation frigorifique (absorption)
 

Groupe froid à absorption indirecte THERMAX
 

Dry adiabatique adossé Semi-Médium PERFORMER SYSTEM
 

Le complément des besoins en climatisation 

Il est obtenu à partir d’un groupe de production d’eau glacée électrique à condensation par air de marque TRANE d’une puissance frigorifique de 440 kW avec un régime de température d’eau glacée de 9°C / 14°C. Le fluide frigorigène employé dans cette machine est du HFO R1234ze possédant un très faible GWP (Potentiel de Réchauffement Global) : 6.

Coût des travaux de la production de froid

Le coût des travaux de la centrale est de 525 K€HT dont 185 k€ HT pour la partie absorption.

Production d’eau glacée complémentaire par groupe avec GWP très faible (6), fluide HFO 1234ze

Schéma de principe de régulation et de gestion technique

3/ Conclusion

La production de froid à absorption par récupération de chaleur fatale est une solution pertinente  et renouvelable pour la climatisation des locaux tertiaires. Cette solution présente un impact environnemental fort.  Elle permet de substituer une consommation d’électricité conséquente, en assurant les besoins talons.

Sans aides financières, cette technologie est aujourd’hui toutefois trop onéreuse, pour présenter une alternative courante aux systèmes de production de froid à compression.

Acteurs du projet :

Maître d’ouvrage : SERM

• Frédéric CAUVIN - Directeur du Département Energie
• Louis ROVIRA – Directeur Travaux Département Energie
• Steve LECHEVALIER – Ingénieur Etudes et Travaux Département Energie
• Arnaud CLOUTIER – Responsable Process Département Energie

BET : BETSO

• Dominique BRIANE – Directeur 
• Alain SAMPER - Chargé d’Affaires / Chef de projet

Installateur : SERCLIM

• Nicolas LEROY – Directeur
• Cyril SERRE – Chargé d’Affaires

Fait par Dominique BRIANE, directeur de BETSO Ingénierie à Montpellier – contact(at)betso.fr
 

Source et lien

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