Guide des additifs pour systèmes hydroniques permettant d'économiser l'énergie 

10 mai 2023
Will Wilson Responsable du développement durable

Les additifs d'économie d'énergie pour les systèmes hydroniques sont le moyen le plus simple de réduire instantanément la consommation d'énergie et les émissions d'un bâtiment jusqu'à 15 %. La plupart des bâtiments commerciaux et des immeubles résidentiels à logements multiples utilisent un système de conduites d'eau pour fournir de la chaleur à l'intérieur d'un bâtiment (Voir l'image principale). L'eau chauffée ou refroidie est pompée dans un réseau de tuyaux pour fournir ou éliminer l'énergie thermique dans le bâtiment. Après avoir fourni son énergie, l'eau revient pour être chauffée ou refroidie à nouveau et le cycle se poursuit jusqu'à ce que la température réglée ait été atteinte. Les additifs hydroniques à économie d'énergie améliorent la capacité de l'eau à transférer la chaleur, ce qui réduit la consommation d'énergie et les émissions, avec un retour sur investissement rapide et simple. 

Comment ça marche 

 Les additifs hydroniques à économie d'énergie réduisent la tension superficielle de l'eau de 60 %, ce qui améliore la capacité de l'eau à recevoir et à fournir de la chaleur. Imaginez les tuyaux d'eau d'un système de chaudière comme un réseau de routes utilisées pour acheminer la chaleur. L'additif revient à ajouter des voies supplémentaires à l'autoroute de la chaleur, ce qui permet à l'eau de transporter plus de chaleur à chaque cycle (Figure 1). Le processus est le même pour les applications de chauffage et de refroidissement. Une fois installé, le système atteindra plus rapidement les points de consigne de température, ce qui réduira les temps de fonctionnement des équipements, la consommation d'énergie et les émissions associées. 

Figure 1

Résultats 

Des essais indépendants réalisés par des universités, des consultants en recherche technique et des centaines d'études de cas privées ont permis de vérifier que les additifs hydroniques peuvent réduire la consommation d'énergie des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation jusqu'à 15 %. Le carbone incorporé dans la production de l'additif est généralement compensé par les économies d'énergie réalisées dans les premiers jours suivant l'installation. La technologie est disponible sur le marché depuis plus de dix ans et des centaines de milliers d'installations ont été réalisées avec succès à ce jour. Des études de cas nord-américaines sont disponibles auprès de Pace Solutions. 

Récupération simple 

Les économies d'énergie réalisées grâce à l'additif permettent un amortissement simple en moins de deux ans pour la plupart des bâtiments. Certains fournisseurs de services publics accordent des remises qui raccourcissent encore le délai de récupération. Le coût du traitement dépend de la taille du système CVC et varie généralement entre 1 000 et 50 000 dollars. Par exemple, un immeuble de bureaux de vingt étages équipé d'une chaudière de 12 000 litres, qui dépense 175 000 dollars par an en gaz naturel, nécessiterait un traitement additif de 25 000 dollars. Le bâtiment économiserait environ 2 100 GJ de gaz naturel, ce qui réduirait ses factures de 21 000 dollars par an. Cela permettrait également de réduire les émissions du bâtiment d'environ 158,08 tonnes de CO2e, soit l'équivalent des émissions annuelles de 33,6 véhicules de tourisme. Les économies nettes réalisées au cours des cinq premières années s'élèveraient à environ 80 000 dollars, en supposant que le coût de l'énergie n'augmente pas. 

Longévité

Les additifs thermiquement stables constituent un traitement unique, les études les plus longues montrant des économies d'énergie continues pendant plus de douze ans. Les systèmes de chaudières et de refroidisseurs perdent généralement moins de 5 % de la quantité totale d'eau par an à la suite d'une maintenance et d'inspections régulières. Un appoint de 5 à 15 % peut donc être nécessaire tous les 3 à 5 ans pour maintenir une efficacité énergétique optimale. Des systèmes automatisés sont disponibles pour surveiller le système et injecter des additifs supplémentaires en cas de perte d'eau (Figure 2).

Figure 2

Compatibilité

Les additifs actuellement disponibles sur le marché peuvent être utilisés pour économiser de l'énergie dans presque tous les systèmes CVC en circuit fermé. Ils sont moins corrosifs que l'eau et ne sont pas dangereux pour l'environnement, ce qui permet de les déverser sans risque dans les égouts sanitaires. Ils sont compatibles avec les inhibiteurs de corrosion et le glycol standard et n'annulent pas les garanties des équipements. Il est recommandé de vérifier ces détails de compatibilité avec le fabricant de l'additif avant l'installation.

Installation

Les additifs peuvent être installés par l'intermédiaire d'un doseur en ligne ou d'une pompe d'injection, comme pour l'ajout de glycol, d'inhibiteurs ou d'autres produits de traitement de l'eau (Figure 3). L'installation prend environ une heure et ne nécessite pas de temps d'arrêt ou de modification des points de consigne du bâtiment. Il est recommandé de confier l'installation au fabricant de l'additif ou à un fournisseur de traitement de l'eau qualifié. Les plombiers commerciaux ayant de l'expérience dans l'ajout d'inhibiteurs et de glycol peuvent également effectuer l'installation si nécessaire. 

Figure 3

Mesure et vérification 

Pour vérifier les économies d'énergie réalisées grâce aux additifs hydroniques, il faut normaliser la consommation d'énergie annuelle historique du système CVC en utilisant les valeurs des degrés-jours de chauffage ou de refroidissement (DJC/CD) d'une station météorologique locale. Une fois la tendance historique de base établie, l'additif est injecté dans le système CVC et la consommation d'énergie après l'installation est alors normalisée en fonction des conditions météorologiques et comparée à la ligne de tendance des données de base. La différence entre la consommation projetée à partir de la ligne de tendance de référence et la nouvelle ligne de tendance de la consommation après l'installation détermine la réduction annuelle de la consommation de chauffage, de ventilation et de climatisation. 

Dans la figure 5, les points gris représentent la consommation mensuelle de gaz naturel de la chaudière avant l'ajout de l'additif hydronique. Les points orange représentent la consommation mensuelle de gaz après l'installation de l'additif. Il est recommandé d'utiliser des bâtiments qui présentent une bonne corrélation entre la consommation d'énergie et la température extérieure pour obtenir un M&V concluant. Les opérations du bâtiment doivent également minimiser tout changement qui pourrait avoir un impact sur la consommation d'énergie immédiatement avant ou pendant la période de M&V.