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Actualité des entreprises

ABB exploite la performance énergétique des bâtiments grâce à l’IoT

Publication: Novembre 2020

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La mise en place des solutions à vitesse variable pour le chauffage, la ventilation et la climatisation réduit la consommation énergétique des bâtiments...
 

La directive européenne sur la performance énergétique des bâtiments fixe de nouvelles normes d’efficacité. Il est difficile de respecter sans rendre les bâtiments intelligents. Ils nécessitent des systèmes d’ingénierie connectés capables d’ajuster leurs performances en fonction des besoins en constante évolution du bâtiment. Dans les bâtiments commerciaux et résidentiels, les systèmes CVC sont souvent les plus consommateurs d’énergie, représentant en moyenne 40 % de l’énergie utilisée par le bâtiment. Ainsi, rendre les systèmes de CVC plus intelligents apporte une amélioration significative à la performance énergétique des bâtiments.

Stimuler l’efficacité énergétique des procédés de CVC

Une régulation de vitesse variable pour les applications de CVC. Les entraînements réduisent la consommation d’énergie des ventilateurs, des pompes et des compresseurs de 20 à 60 % en moyenne, en ajustant la vitesse de l’application en fonction des besoins du bâtiment. En même temps, il est important de se rappeler que les entraînements affectent l’efficacité non seulement des processus de CVC, mais aussi du réseau électrique.

La construction d’un réseau électrique

La réponse se trouve dans le principe de fonctionnement des variateurs : ils tirent le courant du réseau par impulsions, ce qui provoque sa distorsion. La distorsion est appelée harmonique, qui est une sorte de pollution électrique, ne faisant pas le travail proprement dit, mais augmentant plutôt le courant de ligne et provoquant des pertes de puissance plus importantes ainsi qu’une surchauffe et une défaillance prématurée des équipements du réseau. Le contenu en harmoniques est mesuré en THD ou distorsion harmonique totale qui est le rapport entre la part de tous les courants harmoniques dans le réseau et le courant fondamental (un courant comme il le serait s’il n’y avait pas de distorsion harmonique).

Les variateurs standard à 6 impulsions avec intégré ont un THD de courant de 30 à 40% en moyenne, ce qui entraîne des pertes de puissance environ 15% plus élevées que dans le cas où il n’y a pas de distorsion de courant dans le réseau. Les moteurs aident à réduire la consommation d’énergie dans les processus de CVC, ce qui rapproche les bâtiments des nouvelles normes d’efficacité énergétique, mais entraîne des pertes plus importantes dans le réseau électrique.

Courant de ligne et pertes dans le réseau électrique en fonction du THDi

Ainsi, si le bâtiment a une faible charge CVC, il n’y aura pas de perte massive d’énergie dans le réseau, même si des variateurs standard avec une distorsion harmonique d’environ 40 % seraient utilisés pour le contrôle de la vitesse des applications CVC. En même temps, les charges comme les refroidisseurs, la réduction des harmoniques peut faire une différence dans l’efficacité du réseau électrique du bâtiment. Il existe de multiples façons d’atténuer les harmoniques, comme l’utilisation de filtres d’atténuation des harmoniques diminue le THDi de 40 % à moins de 10 %. Mais il est toujours préférable d’utiliser un équipement qui ne crée pas de distorsion harmonique importante au départ. Les AFE produisent un contenu harmonique exceptionnellement faible, de 3 % ou moins, sans utilisation de filtre externe.

Les filtres d’harmoniques externes semblent être plus économiques que les filtres externes. Ils pourraient être utilisés de manière centralisée lorsqu’un filtre gère les harmoniques provenant de tous les installés sur le site.

L’inconvénient de cette approche peut être la taille du filtre, ce qui est particulièrement difficile pour les projets de modernisation avec un espace disponible limité. Et si un filtre harmonique centralisé tombe en panne, vous obtenez une augmentation immédiate du courant de ligne, de sorte que le système d’alimentation peut ne pas gérer.

Avec les filtres, qui sont une solution décentralisée d’atténuation des harmoniques, les harmoniques sont presque inexistantes, de sorte que vous obtenez toujours une alimentation électrique propre. Dans de nombreux cas de modernisation, lorsque l’extension de la charge électrique du bâtiment n’a pas été envisagée au départ, les entraînements AFE peuvent être la seule solution qui ne nécessite pas la complète ou partielle du réseau électrique du bâtiment, de sorte qu’il serait en mesure de transporter un courant de ligne plus élevé initié par des entraînements à vitesse variable standard.

Une plus grande efficacité grâce à une gestion optimisée des bâtiments basée sur l’IoT

Il est clair qu’en tant que tels, les variateurs de vitesse améliorent l’efficacité énergétique des processus de CVC. Et l’atténuation des harmoniques produites par les entraînements rend le réseau électrique du bâtiment plus efficace sur le plan énergétique. Mais il est également important de s’assurer que le système de chauffage, de ventilation et de climatisation et ses composants, y compris les entraînements, sont étroitement intégrés au système de gestion des bâtiments pour une gestion plus intelligente et, par conséquent, plus efficace. La Commission européenne définit le bâtiment intelligent comme "un ensemble de technologies de communication permettant à différents objets, capteurs et fonctions à l’intérieur d’un bâtiment de communiquer et d’interagir entre eux, mais aussi d’être gérés, contrôlés et automatisés à distance".

Une étude menée par le Conseil américain révèle une économie de 24 à 32 % grâce à l’utilisation de systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation et d’éclairage connectés. Il est donc logique de tenir compte des composants pour réussir le déploiement d’un système CVC intelligent. ABB a pris une part active à l’évolution de l’IoT, lorsque les technologies permettant l’IoT passent progressivement du filaire au sans fil. Mais ce qui est clair, c’est que dans cette période intermédiaire, il est nécessaire que la composante soit flexible en ce qui concerne son intégration dans le système. Et les s ne sont pas une exclusion ici.

Les variateurs d’ABB ne servent pas seulement à utiliser efficacement l’énergie dans les applications CVC et le réseau électrique des bâtiments. Ils permettent également une intégration facile dans le système de gestion des bâtiments pour une efficacité globale accrue. Outre de nombreux autres protocoles d’automatisation, ils prennent nativement en charge le protocole d’automatisation des bâtiments le plus courant, BACnet, qui garantit l’interopérabilité entre les différents systèmes et dispositifs du bâtiment dans les applications d’automatisation et de contrôle des bâtiments, ainsi que le partage des données entre différents types de dispositifs provenant d’un large éventail de fournisseurs.

Grâce au module BACnet, il est possible de donner des ordres de commande à distance, de réinitialiser les défauts, de lire les informations d’état et les valeurs réelles et bien d’autres choses encore. Ainsi, la consommation d’énergie des applications de CVC commandées par un moteur peut être facilement surveillée via BACnet - c’est une bonne base pour l’optimisation de l’utilisation de l’énergie dans les bâtiments afin de se conformer à la directive européenne.

Dans le même temps, ABB commence à offrir dans certaines régions la prise en charge de l’IoT en utilisant non seulement des protocoles natifs, mais aussi des capacités sans fil basées sur l- en particulier, et Bluetooth. 4 Le panneau IoT permet également de lire facilement, mais aussi de visualiser, un large éventail d’informations provenant du . Les clients peuvent exploiter des données telles que le comportement des moteurs et des variateurs, les macros de commande, les diagnostics, l’efficacité énergétique et les économies d’énergie dans les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation, pour n’en citer que quelques- unes. Et grâce à la connectivité du panel aux services d’ABB AbilityTM, les clients peuvent surveiller à distance l’état de leurs s, les KPI opérationnels, les événements, les tendances des paramètres en temps réel et historiques grâce au téléchargement continu des données.

Conclusion

Il est certain que la directive européenne sur la performance énergétique des bâtiments exige des mesures substantielles impliquant de multiples acteurs et disciplines, par exemple pour rendre les nouveaux bâtiments presque neutres en énergie à partir du 31 décembre 2020 ou pour décarbon les parcs immobiliers nationaux d’ici 2050. Mais en considérant que le CVC est l’un des plus gros consommateurs d’énergie dans les bâtiments et en investissant dans l’optimisation de l’utilisation de l’énergie du CVC, nous nous rapprochons du secteur du bâtiment.

Il est clair que le contrôle de la vitesse variable des applications de CVC en tant que tel réduit considérablement la consommation d’énergie du bâtiment. Mais il est également important de s’assurer qu’il n’y a pas d’effet négatif des variateurs de vitesse sur l’efficacité du réseau électrique des bâtiments afin de maximiser le gain d’efficacité. Enfin, les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation doivent pouvoir s’intégrer facilement dans le système de gestion des bâtiments pour assurer la transparence du fonctionnement des bâtiments et améliorer l’efficacité énergétique globale.

http://global.abb/

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